世界上第一臺激光器誕生于1960年,我國于1961年研制出第一臺激光器,40多年來,激光技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展迅猛,已與多個(gè)學(xué)科相結(jié)合形成多個(gè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域,比如光電技術(shù),激光醫(yī)療與光子生物學(xué),激光加工技術(shù),激光檢測與計(jì)量技術(shù),激光全息技術(shù),激光光譜分析技術(shù),非線性光學(xué),超快激光學(xué),激光化學(xué),量子光學(xué),激光雷達(dá),激光制導(dǎo),激光分離同位素,激光可控核聚變,激光武器等等。這些交叉技術(shù)與新的學(xué)科的出現(xiàn),大大地推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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&gC)%*I4 一、激光技術(shù)應(yīng)用簡介
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ObY \k6OP 激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源,識別物體等的一門技術(shù),傳統(tǒng)應(yīng)用最大的領(lǐng)域?yàn)榧す饧庸ぜ夹g(shù)。激光技術(shù)是涉及到光、機(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(shù),傳統(tǒng)上看,它的研究范圍一般可分為:
]d%Ou]609 'Cz]p~oF 1.激光加工系統(tǒng)。包括激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、加工機(jī)床、控制系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。
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Wvfh4 >Rdi]:]Bv 2.激光加工工藝。包括切割、焊接、表面處理、打孔、打標(biāo)、劃線、微調(diào)等各種加工工藝。
i!JSEQ_8 JlE+CAny 激光焊接:汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。
EL2z& BtJF1#f 激光切割:汽車行業(yè)、計(jì)算機(jī)、電氣機(jī)殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。
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k (U.VCSn 激光打標(biāo):在各種材料和幾乎所有行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用,目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。
=KnHa.% i*09m^r 激光打孔:激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的迅速發(fā)展,主要體現(xiàn)在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內(nèi)目前比較成熟的激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機(jī)葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主,也有一些準(zhǔn)分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。
,y/m5-D! ~U1: 0 激光熱處理:在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛,如缸套、曲軸、活塞環(huán)、換向器、齒輪等零部件的熱處理,同時(shí)在航空航天、機(jī)床行業(yè)和其它機(jī)械行業(yè)也應(yīng)用廣泛。我國的激光熱處理應(yīng)用遠(yuǎn)比國外廣泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器,CO2激光器為主。
+, rm xs"\c7pC 激光快速成型:將激光加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結(jié)合而形成。多用于模具和模型行業(yè)。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主。
-W})<{End 4zBcq<R7 激光涂敷:在航空航天、模具及機(jī)電行業(yè)應(yīng)用廣泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。
~aL?{kb+ P;&U3i 二、激光加工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究開發(fā)的重點(diǎn)
8jLO-^X<< z!~{3M 目前激光加工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究開發(fā)的重點(diǎn)可歸納為:
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A (1)新一代工業(yè)激光器研究,目前處在技術(shù)上的更新時(shí)期,其標(biāo)志是二極管泵浦全固態(tài)激光器的發(fā)展及應(yīng)用。
xFp9H'j{ f|yq~3x) (2)激光微細(xì)加工的應(yīng)用研究。
N$ 2Iz O7,:-5h0 (3)激光加工用大功率CO2和固體激光器及準(zhǔn)分子激光器的機(jī)型研究,開發(fā)和研制專用配套的激光加工機(jī)床,提高激光器產(chǎn)品在生產(chǎn)線上穩(wěn)定運(yùn)行的周期。
dGR #l) 5hAs/i9_ (4)加工系統(tǒng)智能化,系統(tǒng)集成不僅是加工本身,而是帶有實(shí)時(shí)檢測、反饋處理,隨著專家系統(tǒng)的建立,加工系統(tǒng)智能化已成為必然的發(fā)展趨勢。
L>57eF)7 V0F1X s` (5)建立激光加工設(shè)備參數(shù)的檢測手段,并進(jìn)行方法研究。
1py>[II@ !#WJ(zSq (6)激光切割技術(shù)研究。對現(xiàn)有的激光切割系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,提供性能好、價(jià)格便宜的2-3軸數(shù)控CO2切割機(jī),并開展相應(yīng)的切割工藝的研究,使該工藝廣泛用于材料加工、汽車、航天及造船等領(lǐng)域。為此應(yīng)著重在激光器外圍裝置,如:導(dǎo)光系統(tǒng)、過程監(jiān)測和控制、噴咀、浮動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和研制以及CAD/CAM等方面開展工作。
:?#wWF. BT5~MYBl (7)激光焊接技術(shù)研究。開展激光焊接工藝及材料、焊接工藝對設(shè)備要求及焊接過程參數(shù)監(jiān)測和控制技術(shù)研究,從而掌握普通鋼材、有色金屬及特殊鋼材的焊接工藝。
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