激光加工技术及其应用--光学工程前沿报告
激光加工技术及应用

激光加工技术及应用随着科技的不断发展,激光加工技术也逐渐成为了一种重要的工业加工手段,广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械、电子产品等领域。
本文将从激光加工的基本原理和分类入手,介绍激光加工的应用现状和趋势,并展望其未来发展方向。
一、激光加工的基本原理和分类激光加工是利用激光束的高浓度能量对材料进行加工的技术,其基本原理是利用激光通过光学系统的聚焦将光能转换成热能,从而使材料表面或内部局部熔化、汽化、蒸发等。
与传统加工方法相比,激光加工具有精度高、速度快、污染小等优点。
激光加工可分为四类:激光切割、激光焊接、激光打孔和激光表面处理。
其中,激光切割是将激光束的能量浓缩在一定的范围内,对材料进行切割;激光焊接是利用激光的高温使材料融合在一起形成焊缝;激光打孔是将激光束聚焦在材料表面,使其局部加热变形形成孔洞;激光表面处理则包括激光熔覆、激光改性等方法,可以提高材料表面的性能。
二、激光加工的应用现状和趋势1.航空航天领域:激光加工被广泛应用于航空航天领域中的零部件制造、修补和加工,如飞机涡轮叶片、航空发动机等。
激光加工能够精确地进行材料切割、焊接,并在工程上实现复杂的结构零件的制造。
此外,激光技术可以精确控制零部件的性能和质量,从而提高飞行器的寿命和可靠性。
2.汽车制造领域:激光加工在汽车制造领域中也得到了广泛的应用。
其主要是应用于汽车的车身、底盘和发动机等部位。
例如,激光切割技术可以用于汽车车身部位的零部件加工;激光焊接技术则可以用于车身、底盘和发动机等部位的装配加工,提高汽车的质量和安全性能。
3.医疗器械领域:激光加工在医疗器械领域中应用范围较广,如牙科、眼科等领域。
激光加工技术可以对微小零部件进行加工,其精度高、操作灵活性强,可以保证医疗器械的高质量和高性能。
4.电子产品领域:激光加工在电子产品制造领域中也有广泛的应用,如透镜的加工、LED封装、薄膜零件的加工等。
激光加工技术具有精确性高、加工速度快等优点,可以提高电子产品的性能和质量。
激光加工技术的研究进展与应用前景

激光加工技术的研究进展与应用前景激光加工技术是一种高新技术,具有高精度、高速度、高效率等优点,在制造、材料加工、医疗等领域有着广泛的应用前景。
本文将从激光加工技术的研究进展及其应用前景方面进行探讨。
一、激光加工技术的研究进展自从激光加工技术出现以来,其快速发展已有50多年的历史。
激光加工技术的研究重点包括激光加工光学系统、激光加工控制系统、激光加工数控技术等内容。
激光加工光学系统包括激光器、光纤、反射镜、平台等组件。
随着激光技术的不断发展,激光器的功率越来越高,光纤的传输损失也越来越小,反射镜和平台的准确度也得到了极大地提高,从而使得激光加工的高精度和高效率得到保证。
激光加工控制系统是激光加工技术中的关键环节,它涉及到激光加工过程中的位置控制、速度控制、功率控制等方面。
在这个领域,计算机的应用以及软硬件的提高,为激光加工技术的精度和效率提供了坚实的支撑。
激光加工数控技术是指数字化控制技术在激光加工领域的应用。
数控技术使得激光加工技术变得更加智能化,为精密加工提供了良好的手段。
目前,数控技术已广泛应用于激光加工领域,成为激光加工的主要手段之一。
二、激光加工技术的应用前景1. 制造领域在制造领域,激光加工技术可以用于各种各样的精密加工,如微细孔加工、激光切割、激光打标、激光焊接等处理过程。
激光加工技术可以实现高精度、高效率的加工,使得制造业实现了从传统的手工制造向智能化、数字化等方向的转型,从而在产品品质、生产效率等方面实现了质的飞跃。
2. 材料加工领域在材料加工领域,激光加工技术可以进行复杂的材料加工,如激光精密切割、激光打孔等。
激光加工技术对材料的切割、打孔等操作可以达到无损伤效果,避免了机械切割方式中可能产生的热变形、剪切毛刺等问题,同时也可以使材料加工速度快速的提高,从而为材料加工领域的进一步发展提供了重要的技术支撑。
3. 医疗领域在医疗领域,激光加工技术也得到了广泛的应用。
如激光治疗、激光切割等。
激光加工工艺的研究与应用分析

激光加工工艺的研究与应用分析激光加工是一种高精度、高速度、非接触加工方法,随着科技的发展和制造业的进步,激光加工已经广泛应用于各个领域,例如航空、汽车、电子、医疗等。
本文将简要介绍激光加工的基本原理、种类及其应用实例。
一、激光加工的基本原理激光加工的原理是利用激光束的高光强、高直线度和小聚焦点来对材料进行打标、切割、钻孔、焊接和表面改性等一系列操作,其中激光束的特性是指激光束本身具有的光学性能,如波长、功率和束径等。
激光加工的基本过程包括:激光发射、传输、聚焦和加工等几个步骤。
激光发射器发射出高强度激光束,激光束通过聚焦透镜或反射镜系统进行聚焦,最终形成一个小聚焦点,该点的能量密度极高,能够在短时间内使材料局部被熔化、汽化或燃烧等,从而实现激光加工的目的。
二、激光加工的种类激光加工按照加工方式的不同,可以分为激光打标、激光切割、激光焊接、激光钻孔、激光表面改性等几个不同的种类。
1.激光打标激光打标是一种在材料表面直接进行标记的加工方法,通过激光束的熔化、氧化或化学反应等方式形成标记,适用于对工件进行标识、追溯和装饰等,例如QR码、条形码等。
2.激光切割激光切割是一种通过激光束高能量聚焦在小区域上产生高温、高压使材料局部熔化、汽化或燃烧等方式,从而实现对材料进行切割的工艺。
其优点是在材料切割时能够保持较小的热影响区和精度,适用于对各种薄板、板材、管材等进行切割。
3.激光焊接激光焊接是一种通过激光聚焦在材料表面形成高温、高压,使两块或多块材料彼此熔化并融合在一起,从而形成焊缝的工艺。
激光焊接的优点是焊缝质量好、变形少,适用于各种不锈钢、铜、铝、镁等材料的焊接。
4.激光钻孔激光钻孔是利用激光束的高能量在材料表面产生高温熔化和汽化,通过高温蒸汽和高速气流冲刷,实现对材料进行孔洞打孔的工艺。
与传统机械钻孔相比,激光钻孔具有精度高、速度快的特点,适用于各种硬质材料。
5.激光表面改性激光表面改性主要是通过利用激光束的高能量、高精度和光化学反应等方法改善材料表面的性能,例如表面硬化、表面合金化和表面涂层等。
激光加工技术的应用及未来发展趋势

激光加工技术的应用及未来发展趋势激光加工技术是目前应用最广泛的高精度、高效率加工技术之一,在诸多领域发挥着重要的作用。
本文将从激光加工技术的应用、现状及未来发展趋势等方面展开分析讨论。
一、激光加工技术的应用激光加工技术的应用范围非常广泛,主要涵盖以下几个方面:1. 材料切割。
激光切割技术被广泛应用于金属、非金属材料的加工中,如通过对金属板材进行激光切割,可以高效地完成各种金属零件的制作。
2. 焊接。
激光焊接技术被广泛应用于汽车、机械、电子、航空等诸多领域,可以完成各种材料的高精度焊接,提高了产品的质量和生产效率。
3. 雕刻。
激光雕刻技术是目前应用最广泛的激光加工技术之一,被广泛应用于玉石、皮革、木材、彩金等材料的加工。
4. 理疗医疗。
激光技术在医疗领域应用的最为广泛的领域是激光治疗、激光手术、激光检测等。
二、激光加工技术的现状当前,激光加工技术已经成为了高精度、高效率的加工方法之一。
随着工业加工需求的不断增长,激光加工技术的应用范围也在不断扩大,其应用领域和发展方向也更加多样化。
目前,激光加工技术在中国的应用也非常广泛,尤其在汽车、航空、机械、电子、建筑等领域,激光加工技术的应用已经成为一种趋势。
虽然激光加工技术已经有了广泛的应用,但目前激光加工技术面临的问题也不容忽视。
例如,激光加工过程中的废气处理和粉尘处理问题、激光加工机器的成本昂贵等问题。
三、激光加工技术的未来发展趋势随着科技的不断进步,激光加工技术的应用前景也越来越广阔。
未来,激光加工技术的应用领域还将不断拓展,同时优化激光加工设备也将成为厂家竞争的重点。
未来激光加工技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 优化设备、成本更低。
未来的激光加工机将更加高效、便捷,操作起来更加人性化。
同时,通过技术革新和成本的降低,未来激光加工设备的成本会不断被压缩,这对于提高激光加工技术的普及和应用来说非常重要。
2. 更加精细化和智能化。
未来激光加工技术将更加智能化,加工精度将得到更大的提高。
激光加工技术的发展和应用

激光加工技术的发展和应用激光加工技术是一种高精度、高效率的加工方式,随着科学技术的不断进步,激光加工技术在工业制造、医疗、通信等领域得到广泛应用。
本文将从发展历程、工艺特点、应用领域几个方面来探讨激光加工技术的发展和应用。
一、发展历程激光加工技术起源于20世纪60年代,当时我们还没有现在所熟知的连续激光器,只有脉冲激光器。
脉冲激光器能够产生高能量密度的光束,用于切割、打孔等加工操作。
激光加工技术的发展主要依赖于光学、电子等各方面技术的发展,随着科技的进步,激光器出现了许多新的形态,如CO2激光器、光纤激光器、半导体激光器等。
同时,激光加工技术也不断发掘新的加工方法,如激光刻蚀、激光沉积、激光转移等。
二、工艺特点激光加工技术与传统加工技术的主要区别在于:激光加工是利用光束将工件表面局部加热,使其融化、气化或发生化学反应,实现加工形状的改变。
这一特点使激光加工具有以下几个突出的优点:1.高精度:激光加工可精确控制激光束的能量密度和加工轨迹,从而获得高精度的加工结果。
2.高效率:激光加工速度快,工艺质量好,且节省能源和材料。
3.灵活性:激光加工不受材料硬度、形状等限制,可对各种材料进行加工,且加工形式多样,如切割、打孔、雕刻、焊接等。
4.环保:激光加工没有污染、噪音和振动,可以实现工艺无废。
三、应用领域激光加工技术在众多领域得到了广泛应用,主要包括以下几个方面:1.工业制造激光加工技术在工业制造中几乎涵盖了所有的制造行业,例如,汽车制造、手机制造、空调制造、家电制造等。
激光加工技术可以用于零部件的切割、作标、打孔等操作,还可以用于三维打印、表面改性等方面。
2.医疗激光加工技术在医疗领域也有很多应用,例如,激光美容、激光治疗、激光手术等。
其中,激光手术是激光加工技术在医疗领域的重要应用之一。
激光手术与传统手术相比,具有切口小、止血快、恢复快等优势。
3.通信现代通信技术中,激光光纤通信技术是一项十分重要的技术。
激光加工技术的发展及应用研究

激光加工技术的发展及应用研究激光加工技术相信大家已经不会陌生了。
它是一种以激光束为工具进行加工的技术,由于具有高精度、高效率、无损伤、无污染、无接触等优点,激光加工技术在领域中被广泛应用,它有望成为未来工业制造的主流技术之一。
一、激光加工技术的历史与发展激光加工技术的历史可以追溯到20世纪60年代。
1965年,美国一位科学家发明了被称作激光的新型光源,由于其单色性、相干性和高亮度,很快就引起了工业界的关注。
1982年,德国的魏德梅尔(Karl-Otto Mende)博士首次将激光应用于金属加工中。
当时的激光能量仅为几十瓦,但其加工效率已经超过传统的加工方法。
随着激光技术的发展,其在工业制造中的应用也越来越广泛。
特别是现在的高功率激光技术,使得激光加工效率得到了大幅提升。
目前,激光加工技术已经被广泛应用于金属、非金属和复合材料的加工中,成为了现代制造业的一项重要技术。
二、激光加工技术的分类根据激光加工的模式和处理特点,激光加工可以分为以下几类:1. 激光切割技术:主要应用于金属材料的切割,具有高效、高精度、无接触且无热影响等优点,可以在制造过程中减少材料的浪费。
2. 激光钻孔技术:主要应用于金属材料的开孔、钻孔和放电加工,具有高精度、高效率、非接触性等优点,可以实现对规则和不规则形状的孔洞加工。
3. 激光焊接技术:主要应用于金属材料的焊接,具有高强度、高可靠性、无杂质、无变形等优点,可以实现对不同材料与不同厚度的焊接。
4. 激光刻蚀技术:主要应用于半导体微机电系统、热敏电路、4G手机行业等领域,具有高精度、无刻蚀液、无腐蚀残留等优点,可以实现对非接触性的刻蚀加工。
三、激光加工技术的应用1. 机械制造业激光加工技术在机械制造业中的应用领域很广,如金属零部件、工业机器人、汽车和航空零部件等制造中。
从机械加工的角度,激光加工的加工速度比传统加工快,精度高,能够研究制造一些新颖、微小、薄肉、复杂、高精度的工件,具有无可比拟的优势。
激光加工技术及其应用

激光加工技术及其应用激光加工作为一种高端加工技术,广泛应用于航天、武器、汽车、电子、医疗等领域。
它是利用激光束的高强度和高可控性进行材料加工的一种技术,可以用于切割、刻蚀、打孔、焊接等多种加工作业。
本文将探讨激光加工技术及其应用领域。
一、激光加工技术简介激光加工技术是指利用激光能量对材料进行切割、刻蚀、钻孔、打孔、焊接等加工作业的技术。
它的原理是利用激光束的高聚焦能力,将激光束集中在小的区域内,使材料局部受热,从而蒸发或熔化。
因为激光束的特殊性质,激光加工具有高精度、高效率、高速度、低损伤、无接触等优点,并且可以加工几乎所有材料。
激光加工技术主要分为激光切割、激光刻蚀、激光钻孔、激光打孔、激光表面处理等几大类。
其中,激光切割是最常见的加工类型之一,它可以用于金属、非金属、纺织品、玻璃等材料的高精度切割。
二、激光加工应用领域(一)、汽车制造随着汽车制造行业的不断发展,对于汽车零部件的制造要求也越来越高。
激光加工技术在汽车制造领域的应用越来越广泛,它可以用于汽车发动机、底盘、车身等各个方面的制造。
例如,在发动机制造中,激光焊接技术可以用于活塞、缸套的制造,其加工速度和质量远远超过传统的加工方法;在车身制造中,激光切割技术可以用于汽车门、车身板等的精细加工,其加工速度和精细度也较高。
(二)、电子制造在电子制造领域,激光加工技术同样发挥着重要作用。
以手机制造为例,激光加工技术可以用于手机屏幕、摄像头制造过程中的精细加工,能够实现高效率、高精度的制造,提高制造的品质和效率。
此外,激光加工技术还可以用于半导体器件、电路板等电子元器件的制造和加工,它比传统的机械加工和化学加工更加高效。
(三)、航空制造在航空制造方面,激光加工技术也有着广泛的应用。
在航空发动机制造中,激光加工技术可以用于制造复杂的叶轮和涡轮叶片,其加工精细度和速度较高,性能更加优良。
此外,激光加工技术还可以用于制造航空器件和机身等各个方面的加工,在提高航空器件的质量和安全性方面发挥了重要作用。
激光加工技术及其应用--光学工程前沿报告

激光加工技术及其应用激光是人类重大发明之一,具有巨大的技术潜力,专家们认为,现在是电子技术的全胜时期,其主角是计算机,下一代将是光技术时代,其主角是激光。
激光因具有单色性、相干性和平行性三大特点,特别适用于材料加工。
激光加工是激光应用最有发展前途的领域,国外已开发出20多种激光加工技术。
激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工。
激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,已成为企业实行适时生产的关键技术,为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。
一、激光加工的原理及其特点激光加工是将激光束照射到工件的表面,以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。
由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力,所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。
由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节,因此激光加工可应用到不同层面和范围上。
激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势:①由于它是无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。
②它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。
③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有影响或影响极小。
因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。
⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。
⑥由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对复杂工件进行加工,因此是一种极为灵活的加工方法。
⑦使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益好。
例如:1美国通用电器公司采用板条激光器加工航空发动机上的异形槽,不到4H即可高质量完成,而原来采用电火花加工则需要9H以上。
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激光加工技术及其应用激光是人类重大发明之一,具有巨大的技术潜力,专家们认为,现在是电子技术的全胜时期,其主角是计算机,下一代将是光技术时代,其主角是激光。
激光因具有单色性、相干性和平行性三大特点,特别适用于材料加工。
激光加工是激光应用最有发展前途的领域,国外已开发出20多种激光加工技术。
激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工。
激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,已成为企业实行适时生产的关键技术,为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。
一、激光加工的原理及其特点激光加工是将激光束照射到工件的表面,以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。
由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力,所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。
由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节,因此激光加工可应用到不同层面和范围上。
激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势:①由于它是无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。
②它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。
③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有影响或影响极小。
因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。
⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。
⑥由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对复杂工件进行加工,因此是一种极为灵活的加工方法。
⑦使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益好。
例如:1美国通用电器公司采用板条激光器加工航空发动机上的异形槽,不到4H即可高质量完成,而原来采用电火花加工则需要9H以上。
仅此一项,每台发动机的造价可省5万美元。
2激光切割钢件工效可提高8-20倍,材料可节省15-30%,大幅度降低了生产成本,并且加工精度高,产品质量稳定可靠。
虽然激光加工拥有许多优点,但不足之处也是很明显的。
二、目前激光加工的技术及应用用激光束对材料进行各种加工,如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。
激光加工有许多优点:①激光功率密度大,工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化,即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工;②激光头与工件不接触,不存在加工工具磨损问题;③工件不受应力,不易污染;④可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工;⑤激光束的发散角可小于1毫弧,光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级,因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工;⑥激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合,实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度;⑦在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工。
目前已成熟的激光加工技术包括: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、激光去重平衡技术、激光蚀刻技术、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。
1、激光快速成形技术集成了激光技术、CAD/CAM技术和材料技术的最新成果,根据零件的CAD模型,用激光束将光敏聚合材料逐层固化,精确堆积成样件,不需要模具和刀具即可快速精确地制造形状复杂的零件,该技术已在航空航天、电子、汽车等工业领域得到广泛应用。
2、激光焊接强度高、热变形小、密封性好,可以焊接尺寸和性质悬殊,以及熔点很高(如陶瓷)和易氧化的材料。
激光焊接的心脏起搏器,其密封性好、寿命长,而且体积小。
激光热处理用激光照射材料,选择适当的波长和控制照射时间、功率密度,可使材料表面熔化和再结晶,达到淬火或退火的目的。
激光热处理的优点是可以控制热处理的深度,可以选择和控制热处理部位,工件变形小,可处理形状复杂的零件和部件,可对盲孔和深孔的内壁进行处理。
例如,气缸活塞经激光热处理后可延长寿命;用激光热处理可恢复离子轰击所引起损伤的硅材料。
3、激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。
激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种打标方法。
激光打标可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米量到微米量级,这对产品的防伪有特殊的意义。
准分子激光打标是近年来发展起来的一项新技术,特别适用于金属打标,可实现亚微米打标,已广泛用于微电子工业和生物工程。
激光打孔4、采用脉冲激光器可进行打孔,脉冲宽度为0.1~1毫秒,特别适于打微孔和异形孔,孔径约为0.005~1毫米。
激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。
5、激光去重平衡技术是用激光去掉高速旋转部件上不平衡的过重部分,使惯性轴与旋转轴重合,以达到动平衡的过程。
激光去重平衡技术具有测量和去重两大功能,可同时进行不平衡的测量和校正,效率大大提高,在陀螺制造领域有广阔的应用前景。
对于高精度转子,激光动平衡可成倍提高平衡精度,其质量偏心值的平衡精度可达1%或千分之几微米。
6、激光蚀刻技术比传统的化学蚀刻技术工艺简单、可大幅度降低生产成本,可加工0.125~1微米宽的线,非常适合于超大规模集成电路的制造。
7、激光微调技术可对指定电阻进行自动精密微调,精度可达0.01%~0.002%,比传统加工方法的精度和效率高、成本低。
激光微调包括薄膜电阻(0.01~0.6微米厚)与厚膜电阻(20~50微米厚)的微调、电容的微调和混合集成电路的微调。
8、激光存储技术是利用激光来记录视频、音频、文字资料及计算机信息的一种技术,是信息化时代的支撑技术之一。
9、激光划线技术是生产集成电路的关键技术,其划线细、精度高(线宽为15~25微米,槽深为5~200微米),加工速度快(可达200毫米/秒),成品率可达99.5%以上。
10、激光清洗技术的采用可大大减少加工器件的微粒污染,提高精密器件的成品率。
11、激光热、表处理技术包括:激光相变硬化技术、激光包覆技术、激光表面合金化技术、激光退火技术、激光冲击硬化技术、激光强化电镀技术、激光上釉技术,这些技术对改变材料的机械性能、耐热性和耐腐蚀性等有重要作用。
于航空、航天、兵器、核工业、汽车制造业中需要改善耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的零件。
12、激光退火技术是半导体加工的一种新工艺,效果比常规热退火好得多。
激光退火后, 杂质的替位率可达到98%~99%, 可使多晶硅的电阻率降到普通加热退火的1/2~1/3, 还可大大提高集成电路的集成度, 使电路元件间的间隔缩小到0.5微米。
13、激光冲击硬化技术能改善金属材料的机械性能, 可阻止裂纹的产生和扩展, 提高钢、铝、钛等合金的强度和硬度, 改善其抗疲劳性能。
14、激光强化电镀技术可提高金属的沉积速度, 速度比无激光照射快1000倍, 对微型开关、精密仪器零件、微电子器件和大规模集成电路的生产和修补具有重大义意。
使用改技术可使电度层的牢固度提高昂100~1000倍。
15、在造船、汽车制造等工业中,常使用百瓦至万瓦级的连续CO2激光器对大工件进行切割,既能保证精确的空间曲线形状,又有较高的加工效率。
对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或CO2激光器。
在微电子学中,常用激光切划硅片或切窄缝,速度快、热影响区小。
用激光可对流水线上的工件刻字或打标记,并不影响流水线的速度,刻划出的字符可永久保持。
16、激光上釉技术对于材料改性很有发展前途, 其成本低, 容易控制和复制, 有利于发展新材料。
激光上釉结合火焰喷涂、等离子喷涂、离子沉积等技术, 在控制组织、提高表面耐磨、耐腐蚀性能方面有着广阔的应用前景。
电子材料、电磁材料和其它电气材料经激光上釉后用于测量仪表极为理想。
17、强化处理。
激光表面强化技术基于激光束的高能量密度加热和工件快速自冷却两个过程,在金属材料激光表面强化中,当激光束能量密度处于低端时可用于金属材料的表面相变强化,当激光束能连密度处于高端时,工件表面光斑出相当与一个移动的坩埚,可完成一系列的冶金过程,包括表面重熔、表层增碳、表层合金化和表层熔覆。
这些功能在实际应用中引发的材料替代技术,将给制造业带来巨大的经济效益。
18、微细加工选择适当波长的激光,通过各种优化工艺和逼近衍射极限的聚焦系统,获得高质量光束、高稳定性、微小尺寸焦斑的输出。
利用其锋芒尖利的“光刀”特性,进行高密微痕的刻制、高密信息的直写;也可利用其光阱的“力”效应,进行微小透明球状物的夹持操作。
激光加工属于较为前沿的技术,但经过几十年的发展,已广泛应用于很多领域。
由于其激光加工可实现零误差,在精密加工上有着无可替代的地位。
在未来的某一天,激光加工定会融入到生活应用的各方各面。
与国际上激光加工系统相比,我国的激光加工系统差距甚大,仅占全球销售额的4%左右。
主要表现为:高档激光加工系统很少,甚至没有;主力激光器不过关;微细激光加工装备缺口较大;而这些领域我国的生产加工企业正在积蓄力量稳步进入,国内应用市场有很大发展空间。
预测不久,我国激光加工销售额将会由2008年的35亿人民币上升翻一倍,也就是说会达到70亿元产值。
国内各类制造业接受了激光加工技术,它可使他们的产品增加技术含量,加快产品更新换代,为适应21世纪高新技术的产业化、满足宏观与微观制造的需要,研究和开发高性能光源势在必行。
目前正在积极研制超紫外、超短脉冲、超大功率、高光束质量等特征的激光,尤其是能适应微制造技术要求的激光光源更是倍受关注,并已形成国际性竞争。