先进制造技术——三束加工

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先进制造技术名词解释论述题

先进制造技术名词解释论述题
5、全寿命周期设计——对产品的结构、功能、制造、销售、使用、维修直至回收再利用的全过程的设计。
6、流体动压润滑——两摩擦表面相对运动时,具有一定粘度的流体被带进两表面之间,靠粘性流体的动力学作用产生流体压力,形成润滑膜以承受载荷并将两表面完全分隔开的润滑方式。
7、弹性流体动压润滑——具有点线接触的两弹性体相对运动时,在点线接触运动副上产生很高的载荷使弹性体产生很大的局部变形,从而改变润滑油膜的几何形状和压力分布,以承受载荷并将两表面完全分隔开的润滑方式。
3、优化设计——在多个工程设计中寻找出最佳化方案的过程。
4、变型设计——对于成熟产品,按市场需求进行结构重组,最大限度地利用企业的原有产品资源,加快生产周期,控制成本,保证质量。
5、全寿命周期设计——对产品的结构、功能、制造、销售、使用、维修直至回收再利用的全过程的设计。
6、流体动压润滑——两摩擦表面相对运动时,具有一定粘度的流体被带进两表面之间,靠粘性流体的动力学作用产生流体压力,形成润滑膜以承受载荷并将两表面完全分隔开的润滑方式。
7、弹性流体动压润滑——具有点线接触的两弹性体相对运动时,在点线接触运动副上产生很高的载荷使弹性体产生很大的局部变形,从而改变润滑油膜的几何形状和压力分布,以承受载荷并将两表面完全分隔开的润滑方式。
8、流体静压润滑——靠外部的流体压力源向磨擦表面之间供给一定压力的流体,借助流体静压力来承受载荷,运动副之间完全被油膜隔开的润滑方式。
3试论述智能制造系统定义及基本特征。
答:智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策,从而取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,同时,收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的智能。

2011-2012(1)先进制造技术试卷B答案

2011-2012(1)先进制造技术试卷B答案

生答题不得过此线··密····························封·························线···························· 系 专业 年级班级 姓名 学号 ··················装····························订·························线···························· 一、单项选择题(每小题1分,共20分) a. 中国 b.美国 c.日本 d. 法国2. 不同的切削方法的高速切削速度范围是不同的,其中车削切削速度范围是( a )a.700-7000m/min;b.300-600m/min;c.200-1100m/min;d.150m/s 以上3.PDM 的含义是(d )a. 制造资源计划b. 物料需求计划c. 企业资源计划d. 产品数据管理 4.下列哪种说法不符合绿色制造的的思想( c )a. 对生态环境无害b. 资源利用率高,能源消耗低c. 为企业创造利润5.硅微体刻蚀加工和硅微面刻蚀加工的区别在于( a )a. 体刻蚀加工对基体材料进行加工,而面刻蚀加工不对衬底材料进行加工;b. 体刻蚀加工不对基体材料进行加工,而面刻蚀加工对衬底材料进行加工;c. 体刻蚀加工可获得高纵横比的结构,而面刻蚀加工只能获得较低纵横比的结构;6.MRP Ⅱ的含义是( b )a.物料需求计划b.制造资源计划c.企业资源计划d.产品数据管理 7.在进行纳米级测量两个导体的表面形貌时,常采用的测量仪器为( b ) a.电镜 b.扫描隧道显微镜 c.图像处理技术 8.微细加工技术中的刻蚀工艺可分为下列哪两种( b )a 离子束刻蚀、激光刻蚀 b. 干法刻蚀、湿法刻蚀 c. 溅射加工、直写加工 9. 下列不是制造自动化分系统的是( a )a.机械加工系统b.控制系统物c. 质量保证子系统d.监控系统 10.下列不属于先进制造工艺所具有的显著特点的是( b ) a.优质; b.能耗大; c.洁净; d.高效 11. 下列属于可回收性设计原则的是( d ) a.避免有相互影响的零件组合,避免零件的无损 b.避免使用与循环利用过程不想兼容的材料或零件c.实现零部件的标准化、系列化、模块化,减少零件的多样性d.易于拆卸,易于分离12.不适合用精密与超精密机床的微进给系统的方式为( a ) a. 滚珠丝杠螺母机构 b. 压电陶瓷驱动装置 c. 弹性变形机构 13.机械系统的可靠性模型中串联系统的可靠度将因其组成单元数的增加而( b ),并联系统的可靠度总是( b )任一单元的可靠度。

先进制造技术题目资料

先进制造技术题目资料

先进制造技术复习题填空题1.制造过程产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的全过程,也称为产品生命周期。

2.制造业将制造资源利用制造技术,通过制造过程,转化为供人们利用或利用的工业品或生活消费品的行业。

3.制造生产的运行过程,包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、报废、回收、再利用等。

4.恩格斯指出:“直立和劳动创造了人类,而劳动是从制造工具开始的。

动物所做到的最多是收集,而人则从事生产。

5.现代制造技术的四个基本特征是柔性化、集成化、智能化和网络化。

6.上个世纪70年代,美国不重视制造业,把制造业称为“夕阳工业“,结果导致美国80年代的经济衰退。

7.第三次产业革命的标志:原子弹、电子计算机、晶体管、集成电路、微电子技术等。

8.二十一世纪人类的科学与技术包括物质科学,生命科学、信息技术、生物技术、纳米技术。

9.人大常委会副委员长宋健指出:“制造业是实现现代工业的水之源、木之本。

是实现工业化的保障和原动力,是国家实力的脊梁,是支持共和国大厦的基石。

没有强大制造能力的国家永远成不了经济强国。

“10.制造业市场竞争的新特点:知识到技术到产品更新的更短。

11.典型FMS的三个子系统是:加工系统、物流系统、控制系统。

12根据滑台的驱动方式不同,分为液压滑台和机械滑台。

13.FMS中央管理计算机肩负的任务:控制、监控、监视。

14.1HY25表示通用部件系列代号为HY的液压滑台,其主参数为 25 。

15.CAE含义是计算机辅助分析技术,CIMS含义是计算机集成制造系统,FMC含义是小型柔性制造技术、 FMS含义是柔性加工技术。

16.微细加工中的三束加工是指激光束加工、电子束、离子束。

17.零件分类编码的结构形式为“行”与“列”,每一列称为码域、每一行称为码位。

18.CAD/CAM系统的基本功能有图片图像处理 , 产品与过程建模 , 信息储存与管理 , 工程计算分析与优化。

三束加工的名词解释

三束加工的名词解释

三束加工的名词解释三束加工(triple-beam processing)是一种先进的制造技术,主要应用于材料加工和表面处理领域。

本文将从三束加工的定义、工作原理和应用前景等方面进行详细解释。

一、定义三束加工是指利用三束能量进行材料加工和表面处理的一种高效技术。

其中的三束指的是激光束、等离子束和电子束,它们通过相互作用实现对材料的微观形态和性质进行控制和改变。

二、工作原理三束加工系统由激光束发生器、等离子束发生器和电子束发生器组成,通过控制这三个能量束的频率、功率和时间等参数,实现对材料的加工和表面处理。

具体工作原理如下:1. 激光束:激光束通过高能量光子的作用产生瞬间高温,使材料表面迅速熔化或蒸发。

这种热源可用于雕刻、切割和钻孔等加工,也可用于表面深度改性和纳米结构调控。

2. 等离子束:等离子束是通过加速带电粒子产生的高速离子流。

当等离子束与材料表面相互作用时,会发生碰撞和电离,产生复杂的化学反应和能量传递。

这种能量束可用于表面硬化、合金沉积和陶瓷涂层等处理。

3. 电子束:电子束是通过加速带负电荷的电子产生的高速电子束流。

电子束与材料相互作用时,会发生电子与原子间的碰撞和电离,从而引起材料基因的改变。

电子束广泛应用于改性材料制备、电子雕刻和微纳加工等领域。

三、应用前景三束加工技术的出现,将会给传统的材料加工和表面处理带来革命性的改变。

其主要应用前景如下:1. 新材料研发:通过三束加工技术,可以精确控制材料的微观形态和晶体结构,从而实现新材料的研发和优化。

这对于改善材料的力学性能、导电性能和光学性能等方面具有重要意义。

2. 高效制造:三束加工技术具有高效、精确和可靠的特点,可以实现复杂零件的快速加工和表面处理。

在制造业中广泛应用该技术,将大大提高产品的质量和生产效率。

3. 环境友好:相比传统的化学涂层和腐蚀处理方法,三束加工技术更加环境友好。

它能够减少有害废气和废液的产生,同时还可以节约能源和原材料的使用,有利于可持续发展。

(智能制造)先进制造技术试题与答案

(智能制造)先进制造技术试题与答案

先进制造技术试题一、填空题(每空2分,共30分)1、典型FMS的三个子系统是:加工系统、运储系统、计算机控制系统。

2、先进制造技术的特点:先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。

3、CIMS系统的三要素:人、经营、技术。

4、FMS中央管理计算机肩负的任务:控制、监控、监视。

二、名词解释(共15分,每题3分)1、DFC Design For Cost的意思是面向成本的设计,它最早出现于九十年代初期,属于并行工程中的DFX(Design For X)技术的一个分支。

面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下,尽可能地降低成本,通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况,并进行评价后,对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改,以达到降低成本的设计方法。

DFC将成本作为设计的一个关键参数,并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。

2、AM敏捷制造(Agile Manufacturing)敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术(以信息技术和柔性智能技术为主导)、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的,也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起,通过所建立的共同基础结构,对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。

敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。

3、CE 并行工程即concurrent engineering,简称CE,是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程(包括制造过程和相关过程)的一种系统方法。

换句话说,就是融合公司的一切资源,在设计新产品时,就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。

在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。

4、CIM Computer Integrated Manu-facturing,简称CIM。

先进制造技术习题解答

先进制造技术习题解答

1. FMS由哪几部分组成2.简单说明扫描隧道显微镜工作原理。

3简要说明快速原型制造技术实现零件的成型过程。

4 ISO全面质量管理的内涵是什么?全面质量管理的内容由哪四个方面?问题补充:最佳答案1.加工系统、物流系统和控制系统2.扫描隧道显微镜(STM)的原理是用极尖的探针对被测表面进行扫描,探针和被测表面非常接近,在一定的电场作用下产生隧道电流。

探针和表面间距离的极微小变化将使隧道电流产生很大变化。

扫描时探针升降以保持隧道电流不变,因而可测出表面形貌高低。

3.(1)首先将CAD模型按一定厚度分层。

即将模型离散成一系列的二维层面。

(离散)(2)根据各层面的轮廓数据,进行层面工艺规划,生成数控代码。

(即层面信息处理或层面工艺规划)(3)由数控成型机接收控制指会,以平面加工的方式,按顺序(从下往上)加工各单元层面,并逐层粘接起来。

最后,得到与CAD模型相对应的三维实体。

(堆积成型)4.ISO是国际标准化组织,与全面质量管理是两码事。

全面质量管理的内涵:1)具有先进的系统管理的思想2)强调建立全面的有效的质量管理体系3)目的在于让顾客满意、社会受益。

全面质量管理的的内容:全面的、全过程的、全员参加的、多方法的质量管理。

先进制造技术结业测验题一、填空题(每空1分,共计40分)1、制造过程产品从设计、__、__、__、报废、回收等的全过程,也称为产品____。

2、制造业将制造资源利用____,通过____,转化为供人们使用或利用的___或____的行业。

3、制造生产的运行过程,包括市场分析、____、工艺规划、____、____、产品销售、____、报废、回收、再利用等。

4、恩格斯指出:“直立和__创造了人类,而__是从____开始的。

动物所做到的最多是收集,而人则从事__。

”5、现代制造技术的四个基本特征是____、____、____和____。

6、成功企业的关键因素主要有:上市时间、____、____、____、灵活性、____。

先进制造技术试卷一答案汇总

先进制造技术试卷一答案汇总

答案:FML柔性制造自动线;FMS柔性制造系统;FMC柔性制造单元;FAS最终装配计划
组成:加工系统,工件运储系统,刀具运储系统,一套计算机控制系统,附属系统
第12题:(0分)
CIMS的组成及其控制结构
答案:功能分系统:经营管理分系统,工程设计自动化系统,制造自动化系统,质量保证信息系统
支撑系统:计算机网络和数据库管理
控制结构:五层递阶控制结构,即工厂层,车间层,单元层,工作站层,设备层
第13题:(0分)
画图说明快速原型制造技术的技术原理?
答案:
第14题:(0分)
什么是精密加工和超精密加工,精密和超精密加工技术目前研究的三个领域分别是什么?
答案:精密加工是指加工零件的尺寸尺寸精度在,加工表面粗糙度为Ra 0.02~0.1μm 之间的加工方法。

超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm,表面粗糙度小于,以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术,也称之为亚微米级加工技术,且正在向纳米级加工技术发展。

领域:1.超精密切削,如金刚石刀具切削,可加工各种镜面,它成功的解决了高精度陀螺仪,激光反射镜和某些大型反射镜的加工。

2.精密和超精密研磨,例如解决大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁盘面等。

3.精密特种加工,如电子束、离子束加工等。

先进制造技术及装备

先进制造技术及装备

一、高能束流加工技术1.将激光加工(LBM)、电子束加工(EBM)和离子束加工(IBM)称为高能束加工,简称三束加工。

此外水射流加工及磨料流加工也可归为此类。

共同特点是以具有很高能量密度的束流,通过一定的装置在空间传输并在工件表面聚焦,从而去除工件材料或完成其他用途,不同点是能量的载体不同。

2.激光加工:1)原理:把具有足够能量的激光束聚焦后照射到工件的适当的部位,在极短的时间内,光能转变为热能,被照部位迅速升温,材料发生气化、熔化,金相组织变化及产生相当大的热应力,从而实现工件材料被去除、连接、改性或分离等加工。

2)特点:方向性好,光照强,精度高,表面有重铸层。

应用于打孔、切割、焊接、表面处理及半导体加工等。

3)影响因素:激光打孔(输出功率与照射时间、焦距与发散角、焦点位置、光斑内的能量分布、激光的多次照射、工件材料)、激光切割(工艺参数:切割速度、焦点位置、辅助气体、激光功率;因素:光束特性、工件特性、工件厚度)3.电子束加工技术1)基本原理:真空条件下,利用电流加热阴极发射电子书,经控制剡极初步聚焦后,由加速阳极加速,通过透镜聚焦系统进一步聚焦,使能量集中在直径极小的范围内,高速而能量密集的电子书冲击到工件上,被冲击形成瞬时高温,工件表面局部熔化,气化直至蒸发去除。

2)特点:电子束束径小,长度可大束径的几十倍,可加工微细深孔、窄孔;材料适应性广,特别适用于加工特硬、难熔金属和非金属材料;无切削力,加工时间段,工件无变形3)应用:电子书打孔、电子束焊接、电子书曝光4.离子束加工1)基本原理:是在真空条件下,将离子源产生的离子束经过加速、聚焦后投射到工件表面的加工部位实现加工。

2)特点:污染少,适用于易氧化金属、合金和半导体材料;加工应力变形小,适用于低刚度零件的加工。

3)应用:刻蚀加工、溅射镀膜加工、离子镀加工、离子注入加工5.水射流加工1)原理:以一束从小口径孔中射出的高速水射流作用到材料上,通过将水射流的动能变成去除材料的机械能,对材料进行清洗、削层、切割的加工技术。

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控制电子束能量密度的大小和能量注 入时间,就可以达到不同的加工目的。 如只使材料局部加热就可进行电子束 热处理;使材料局部熔化就可以进行 电子束焊接;提高电子束能量密度, 使材料熔化和汽化,就可进行打孔、 切割等加工;利用较低能量密度的电 子束轰击高分子材料时产生化学变化 的原理,即可进行电子束光刻加工。
③激光焊接 激光焊接与激光打孔的原理稍有不同,焊接时不需要那么高的 能量密度使工件材料气化蚀除,而只要将工件的加工区“烧熔”,使其粘和 在一起。因此,激光焊接所需要的能量密度低,通常可用减少激光输出功率 来实现。如果加工区域不须限制在微米级的小范围内,也可通过调节焦点位 置来减小工件被加工点的能量密度。
在目前的工业生产中,离子束加工主要应用于刻蚀加工(如加工空气轴承 的沟槽,加工极薄材料等)、镀膜加工(如在金属或非金属材料上镀制金属或 非金属材料)、注入加工(如某些特殊的半导体器件)等。
离子束加工的应用
离子束加工的物理基础是离子束射到材料表面时所发生的撞击效应、溅射效 应和注入效应。离子束加工可分为四类。
⑦生产效率高,加工质量稳定可靠,经济效益和社会效益好。
激光加工的应用
激光加工是激光系统最常用的应用。根据激光束与材料相互作用的机理,大 体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。激光热加工是指利 用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程,包括激光焊接、激 光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等;光化学反应加工是指 激光束照射到物体,借助高密度高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。 包括光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。
加工原理
激光加工是以激光为热源对工件进行热加工。
激光是单色光,强度高、相干性和方向性好,通过一系列的光 学系统,可将激光束聚焦成光斑直径小到几微米、能量密度高 达108~109W/cm2,并能在千分之几秒甚至更短的时间内使 任何可熔化、不可分解的材料熔化、蒸发、汽化而达到加工的 目的。
因此,激光加工是工件在光热作用下产生高温熔融和受冲击抛 离的综合过程。
①激光打孔 利用激光束可对各种材料加工小孔和微孔,最小孔径达几微米,
深度可达直径的50倍。激光打孔时,用高功率密度脉冲激光源,影响加工 质量的因素有激光束的参数(能量、脉宽)、波形、焦距、偏焦量、脉冲次 数、被加工材料等。
②激光切割 激光切割常用二氧化碳气体激光器,连续或脉冲方式,所切割 的切缝窄、边缘质量好,几乎无切割残渣,切割速度高,也可切割金属,也 可切割非金属;既可切割无机物,也可切割有机物。可代替刀具切割木材, 代替剪刀切割布料、纸张,还可切割无法进行机械接触的工件。由于激光加 工对被切材料几乎不产生机械冲击力和压力,故适合切割玻璃、陶瓷和半导 体材料。
常用的高能密度束流加工方法主要是激光加工、电子束加工、 离子束加工等。
高能束加工特点
1.加工速度快,热流输入少,对工件热影响极少,工件变形 小。
2.束流能够聚焦且有极高的能量密度,激光加工、电子束加工 可使任何坚硬、难熔的材料在瞬间熔融汽化,而离子束加工是 以极大能量撞击零件表面,使材料变形、分离破坏。
3.激光加工系统:激光加工系统主要包括床身、能够在三维坐 标范围之内移动的工作台及机电控制系统等。
激光的特性
激光的发射原理及产生过程的特殊性决定了激光具有普通光所不具有的 特点:即三好(单色性好、相干性好、方向性好)一高(亮度高)。
① 单色性好:普通光源发射的光子,在频率上是各不相同的,所以包含 有各种颜色。而激光发射的各个光子频率相同,因此激光是最好的单色光 源。 由于光的生物效应强烈地依赖于光的波长,使得激光的单色性在临床 选择性治疗上获得重要应用。此外,激光的单色特性在光谱技术及光学测量 中也得到广泛应用,已成为基础医学研究与临床诊断的重要手段。
1)高速打孔
目前电子束打孔的最小直径可达Ø0.003mm左右。例如喷气发动机 套上的冷却孔,机翼的吸附屏的孔。在人造革、塑料上用电子束打大量微孔, 可使其具有如真皮革那样的透气性。电子束打孔还能加工小深孔,如在叶片 上打深度5mm、直径Ø0.4mm的孔,孔的深径比大于10:1。
2)加工型孔及特殊表面
3.工具与工件不接触,无工程自动化。
二、激光束加工
激光:源自在经过激励后由高能级院子跃迁到低能级而发射 的光子所产生的物理现象。
激光产生的原理:原子经过激励而发生跃迁现象。 激光加工:激光加工就是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点
上达到很高的能量密度产生的光热效应来加工各种材料。
激光加工的特点
由于激光具有的宝贵特性,因此就给激光加工带来如下一些其它方法所不具 备的可贵特点:
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,特别是可以加工搞硬度、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;
电子枪系统
聚焦系统
抽真 空系 统
电源 及控 制系 统
电子束 工件
图2.电子束加工装置的结构示意
电子束加工的特点
(1) 电子束能够极其微细地聚焦(可达l~0.1 μm),故可进行微细加工。
(2) 加工材料的范围广。由于电子束能量密度高,可使任何材料瞬时熔化、 汽化且机械力的作用极小,不易产生变形和应力,故能加工各种力学性能的 导体、半导体和非导体材料。
四、离子束加工
离子束加工是利用惰性气体或其它元素的离子在电场中加速成高速离子 束流,靠微观的机械撞击能量实现各种微细加工的一种新兴方法。离子 加工的加工分辨率在亚微米甚至为微毫米级精度。
1.加工原理
离子束加工也是一种新兴的特种加工,它的加工原理与电子束加工原理基本 类似,也是在真空条件下,将离子源产生的离子束经过加速、聚焦后投射到 工件表面的加工部位以实现加工的。所不同的是离子带正电荷,其质量比电 子大数千倍乃至数万倍,故在电场中加速较慢,但一旦加至较高速度,就比 电子束具有更大的撞击动能。离子束加工是靠微观机械撞击能量转化为热能 进行的。
三、电子束加工
电子束加工(electron beam machining,EBM)是近年来 得到较大发展的新兴特种加工,它在精细加工方面,尤其是 在微电子学领域中得到了较多应用。
电子加工的原理
电子束加工是利用高速电子的冲击动 能来加工工件的,如图2所示。在真空 条件下,将具有很高速度和能量的电 子束聚焦到被加工材料上,电子的动 能绝大部分转变为热能,使材料局部 瞬时熔融、汽化蒸发而去除。
0.03~ 0.07 mm
电子束加工的异形孔
3)刻蚀
在微电子器件生产中,为了制造多层固体组件,可利用电子束对陶瓷或 半导体材料刻出许多微细沟槽和孔。如在硅片上刻出宽2.5μm,深0.25μm 的细槽,在混合电路电阻的金属镀层上刻出40μm宽的线条。电子束刻蚀还 可用于刻板,在铜制印刷滚筒上按色调深浅刻出许多大小与深浅不一样的沟 槽或凹坑,其直径为70~120μm,深度为5~40μm,小坑代表浅色,大坑 代表深色。
2.特点及应用
离子束加工有如下特点:
(1) 离子束加工是目前特种加工中最精密、最微细的加工。离子刻蚀可达纳 米级精度,离子镀膜可控制在亚微米级精度,离子注入的深度和浓度亦可精 确地控制。
(2) 离子束加工在高真空中进行,污染少,特别适宜于对易氧化的金属、合 金和半导体材料进行加工。
(3) 离子束加工是靠离子轰击材料表面的原子来实现的,是一种微观作用, 所以加工应力和变形极小,适宜于对各种材料和低刚件零件进行加工。
激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集 中,从而可将激光束制成激光手术刀。另外,由几何光学可知,平行性越好 的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小,再加之激光单色性好,经聚焦后无色散 像差,使光斑尺寸进一步缩小,可达微米级以下,甚至可用作切割细胞或分 子的精细的“手术刀”。
④ 亮度高:激光的亮度可比普通光源高出1012-1019倍,是目前最亮 的光源,强激光甚至可产生上亿度的高温。激光的高能量是保证激光临床治 疗有效的最可贵的基本特性之一。利用激光的高能量还可使激光应用于激光 加工工业及国防事业等。
4)焊接
电子束焊接是利用电子束作为热源的一种焊接工艺。当高能量密度的电 子束轰击焊件表面时,使焊件接头处的金属熔融,在电子束连续不断地轰击 下,形成一个被熔融金属环绕着的毛细管状的熔池,如果焊件按一定速度沿 着焊件接缝与电子束作相对移动,则接缝上的熔池由于电子束的离开而重新 凝固,使焊件的整个接缝形成一条焊缝。
由于电子束的能量密度高,焊接速度快,所以电子束焊接的焊缝深而窄, 焊件热影响区小,变形小。
5)热处理
电子束热处理也是把电子束作为热源,但适当控制电子束的功率密 度,使金属表面加热而不熔化,达到热处理的目的。电子束热处理的加热速 度和冷却速度都很高,在相变过程中,奥氏体化时间很短,只有几分之一秒 乃至千分之一秒,奥氏体晶粒来不及长大,从而能获得一种超细晶粒组织, 可使工件获得用常规热处理不能达到的硬度,硬化深度可达0.3~0.8mm。
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,并 非激光照射部位没有货影响极小。因此,其热影响区小,工件热变小,后续 量小;
⑤它可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、聚焦实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对 复杂工件进行加工,因此它是一种极为灵活的加工方法;
图1.激光加工示意图
激光束加工设备
激光机工的基本设备由激光器、导光聚焦系统和加工机(激光 机工系统)三部分组成。
1.激光器:激光器是激光加工的重要设备,他的任务是把电能 转换为光能,产生所需要的激光束。按工作物质的种类可分为 固体激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器四大类。
2.导光聚焦系统:根据被加工工件的性能要求,光束经过放大、 整形、聚焦后作用于加工部位,这种从激光器输出窗口到被加 工工件之间的装置成为导光聚焦系统。
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