激光加工技术现状及前景展望

激光加工技术的 现状和展望

主要内容激光加工技术： 1.激光加工概述 2.传统的激光加工 3.激光微加工 4.激光造型技术 5.激光在新材料制备、合成方面的应用 展望： 1.传统的激光加工 2.激光微加工

激光加工技术

一、激光加工概述

★激光加工概述

激光技术是二十世

纪与 原 子能、 半导 体 及计 算 机齐名 的四 项 重大 发 明之一 。激 光 加工 设 备一般 由三 部 分组 成 ，即激 光器 、 导光 系 统、数 控工 作 台。5

导光系统

激光器

数控工作台

★激光加工概述

激光加工具有以下显著优点：(1)加工对象范围广。可加工各种金属和非金属材料， 特别适用于加工高硬度、耐热合金，以及陶瓷、宝石、 石英、玻璃等硬而脆的非金属材料； (2)由于是非接触加工，加工中无加工阻力，工件无机 械变形，且热变形极小，可实现高速度、高精度加工， 加工效率远高于常规加工方法；

★激光加工概述

(3)激光能聚焦到微米量级，既可进行微区加工，也可 进行选择性加工，其精度是其他加工方法难以比拟的； (4)节省能源和材料消耗，热变形小，可以省略二次加 工； (5)激光加工公害较小。它没有普通机械加工造成的大 噪音，不会产生电子束加工那样的X射线，不会造成放 射性污染，同时激光加工可在大气中进行，无需电子 束加工那样的真空室，应用十分方便；7

★激光加工概述

(6)可进行远距离遥控加工，也可通过透明窗口对一 些特殊环境，如高温、高压、剧毒、水下、放射性、 真空等环境中的工件进行激光加工，这是常规加工方 法难以做到的； (7)激光加工与计算机数控技术结合，可实现自动化 加工。

★激光加工概述

激光加工被誉为“未来制造系统的共同加工手 段”, 激光加工具有广阔的应用前景。

●以美国、日本、德国为首的西方工业发达国家非 常重视激光技术的发展与应用，把激光技术列入国 家级发展计划中。在国民经济中取得了巨大的社会 和经济效益。

★激光加工概述

●据统计1999 年世界非二极管激光器的销售市场 为十七万台, 仅用于材料处理方面的激光器销售为 两万多台，销售收入超过1O 亿美元，为激光器的 第二大市场，而且每年的增长率超过10%。 ● 预 计到 2010 年 世界光 电子工 业的产 值将 达到 4000 亿美元，其中激光通讯、激光加工、激光医 疗成为激光技术应用最重要的三个方面。

二、传统的激光加工

★传统的激光加工

应用领域1 .激光切割 2 .激光焊接 3 .激光热处理 4 .激光打标和雕刻 5 .激光打孔 6 .激光清洗12

1.激光切割 激光切割是将大功

率的激光束 经聚焦后照 射到被切割 工件上。引 起照射点材 料温度急剧 上升从而熔 化、汽化被 切材料。此 时，光束与 工件相对移 动，同时用 平行光轴的 强气流吹走 熔化或汽化 了的材料， 形成光滑的切缝。

★传统的激光加工

★传统的激光加工

激光切割的优点：(1) 与传统的冲床切 割相比 ， 激光切割省去价值昂贵的冲压 模具，并缩短生产周期。在进 行小批量、多品种加工时尤为 有利。 (2) 激光也可在毛坯 上直接 进 行三维切割从而用于模具和零 件制造。切割完成后的试样激光三维切割过程

★传统的激光加工

(3) 激光切割具有 切缝窄、切边光 滑，工件形变小， 切割速度快，可切 割易碎、脆、软等 特殊性能的材料 以及无噪音等一 系列优点。激光切割金属 激光切割非金属

★传统的激光加工

激 光 切 割应 用 领 域：● 用 于 汽 车 、钢 铁 、 船舶等工 业中的薄钢 板切割。 如德国大众 汽车公司 用激光切割 车身薄板 及车身表面 覆盖件。激光三维切割汽车顶棚过程

激光头