文档介绍：先进制造技术论文
先进制造技术研究进展
激光加工技术
摘要:本文首先介绍了激光加工技术的背景以及特点,然后对激光加工技术在国内外的应用发展状况,以及激光加工技术的发展趋势进行了简要介绍,最后展望了近期的激光发展方向。
关键词:激光加工激光技术发展趋势前沿课题
Advanced Manufacturing Technology Research Laser processing technology
Abstract: This paper describes the background of laser processing technology and features, then the laser processing technology for application development at home and abroad, as well as the development trend of laser processing technology with a brief introduction, and finally the recent prospect of laser development.
Keywords: laser processing topics at the forefront of laser technology trends
引言
20 世纪20 年代爱因斯坦提出的光受激辐射的概念预见了激光的产生, 40年后的1960年美国科学家梅曼率先研制成功的第一台红宝石激光器标志着激光的正式诞生, 随后, 激光技术迅猛发展。继固体激光器后, 气体激光器、化学激光器、染料激光器、原子激光器、离子激光器、半导体
激光器、X 射线激光器和光纤激光器相继问世, 应用领域也扩展到诸如电子、轻工、包装、礼品、小五金工业、医疗器械、汽车、机械制造、钢铁、冶金、石油等, 为传统工业的技术改造和制造业的现代化提供先进的技术装备。激光与普通光相比有 4 个特性即: 单***(单一波长)、相干性、方向性和高光强。激光束易于传输, 其时间特性和空间特性可以分别控制, 经聚焦后可得到极小的光斑, 具有极高功率密度的激光光束可以熔化、气化任何材料, 也可对材料的局部区域进行精密快速加工。加工过程中输入工件的热量小,热影响区和热变形小; 加工效率高; 易于实现自动化。激光技术是一门综合性高新技术, 涉及光学、机械学、电子学等学科。同样, 激光加工设备也涉及到众多学科, 因而决定了它的高科技性和高收益率。纵观国际和国内激光应用情况经过多年的研究开发和完善, 当代的激光器和激光加工技术与设备已相当成熟, 形成了系列激光加工工艺。
一、激光加工技术特点
激光具有高亮度、方向性强、单***好、相干性好、空间控制和时间控制性好等优越性能,容易获得超短脉冲和小尺寸光斑,能够产生极高的能量密度和功率密度,几乎能加工所有的材料,例如,塑料,陶瓷,玻璃,金属,半导体材料,复合材料等等, 以及生物/ 医用材料,特别适用于加工自动化,而且对被加工材料的形状、
光加工具有很多优点,如下所述.
激光加工属无接触加工: 激光加工是通过激光光束进行加工, 与被加工工件不直接接触,
降低了机械加工惯性和机械变形, 方便了加工. 同时, 还可加工常规机械加工不能或很难实现的加工工艺, 如内雕、集成电路打微孔、硅片的刻划等.
加工质量好,加工精度高:由于激光能量密度高可瞬时完成加工,与传统机械加工相比,工件热变形小、无机械变形,使得加工质量显著提高;激光可通过光学聚焦镜聚焦,激光加工光斑非常小,加工精度很高,如PC 机硬盘高速转子采用激光平衡技术,其转子平衡精度可达微米或亚微米级.
加工效率高:激光切割可比常规机械切割提高加工效率几十倍甚至上百倍;激光打孔特别是微孔可比常规机械打孔提高效率几十倍至上千倍;激光焊接比常规焊接提高效率几十倍;激光调阻可提高效率上千倍,且精度亦显著提高.
材料利用率高,经济效益高:激光加工与其他加工技术相比可节省材料10 ~ 30%,可直接节省材料成本费,且激光加工设备操作维护成本低,对加工费用降低提供了先决条件. 激光加工具有优越的加工性能,使得激光加工技术得到了广泛的应用,:激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光刻蚀技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术等。
二、常用的激光加工技术
激光快速成型技术是上世纪80年代发展起来的一门高新技术,它是