激光材料加工涉及范圍很廣,材料的燒結(jié)、打孔、打標、切割、焊接、表面改性和化學氣相沉積等都已把激光作為一種必不可少的能源。
":"QsS#*"# D=mU!rjr1 激光束可以聚焦到很小的尺寸,因而特別適合于
精密加工。我們按照加工材料的尺寸大小和加工的
精度要求,將目前的
激光加工技術(shù)分為三個層次:
Y6`9:97 X9/V;! 、俅笮图牧霞す饧庸ぜ夹g(shù),以厚板(數(shù)毫米至幾十毫米)為主要對象,其
加工精度一般在毫米或者亞毫米級;
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②精密激光加工技術(shù),以薄板(0.1~1.0 mm)為主要加工對象,其加工精度一般在十微米級;
L4zSro:Si 、奂す馕⒓毤庸ぜ夹g(shù),針對厚度在100μm以下的各種薄膜為主要加工對象,其加工精度一般在十微米以下甚至亞微米級。
=3{h9 @~ N:F~ 必須說明的是,在機械行業(yè)中,精密通常是指表面粗糙度小、各種
公差(包括位置、形狀、尺寸等)范圍小。但本文所說的“精密”一詞,是指被加工區(qū)域的縫隙小,意即加工所能達到的極限尺寸小。在上述三類激光加工中,大型件的激光加工技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,產(chǎn)業(yè)化的程度已經(jīng)非常高,已有不少的文獻進行了綜述;激光微細加工技術(shù)如激光微調(diào)、激光精密刻蝕、激光直寫技術(shù)等也已在工業(yè)上得到了較為廣泛的應用,有關(guān)的綜述報道亦較多;本文將重點對激光精密加工技術(shù)進行討論。為了比較方便,下文所說的精密加工所針對的加工對象僅限于薄板(0.1-0.1mm)。
S&6}9r $e+@9LNK 1、激光精密加工與傳統(tǒng)加工方法的比較
UQ$dO2^ }yLdU|'W 隨著技術(shù)的進步,精密加工技術(shù)的種類也越來越豐富。
(i|`PA 激光精密加工有如下顯著特點:
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金屬材料和非金屬材料。而電解加工只能加工導電材料,光化學加工只適用于易腐蝕材料,等離子加工難以加工某些高熔點的材料。
$&qB,>5=X 、诩す饩芗庸べ|(zhì)量的影響因素少,加工精度高,在一般情況下均優(yōu)于其它傳統(tǒng)的加工方法。
o2W pi 、蹚募庸ぶ芷趤砜,電火花加工的工具電極精度要求高、損耗大,加工周期較長;電解加工的加工型腔、型面的陰極模設計工作量大,制造周期亦很長;光化學加工工序復雜;而激光精密加工操作簡單,切縫寬度方便調(diào)控,加工速度快,加工周期比其它方法均要短。
Gc~A,_( 、芗す饩芗庸儆诜墙佑|加工,沒有機械力,相對于電火花加工、等離子弧加工,其熱影響區(qū)和變形很小,因而能加工十分微小的零部件。
$.QnM ,4NvD2Y 綜上所述,激光精密加工技術(shù)比傳統(tǒng)加工方法有許多優(yōu)越性,其應用前景十分廣闊。
HLN rI0 "ltvD\ 2、常用的激光精密加工設備簡介
394u']M L(PJ9wjkD 一般用于精密加工的
激光器有:co2激光器,yag激光器,銅蒸汽激光器,準分子激光器和co激光器等,其激光器特性詳見文獻〔6,8,12-16〕。其中大功率co2激光器和大功率yag激光器在大型件激光加工技術(shù)中應用較廣;而銅蒸汽激光器和準分子激光器在激光微細加工技術(shù)中應用較多;中、小功率yag激光器一般用于精密加工。
.'lc[iI9)d ynw^nmM 3、激光精密加工的應用及國內(nèi)外發(fā)展概況
T?) U| G 8uX[-L1 3.1、國外現(xiàn)狀
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U~ 3.1.1 激光精密打孔