激光加工技术发展的研究.doc

激光加工技术发展的探究摘要:激光加工是将激光束照射到工件的外表以激光的高能量来切除、熔化质料以及转变物体外表性能。由于激光束的能量和光束的移动速率均可调治因此激光加工可应用于任意层面和领域上。本文分别从激光加工技术的原理及其应用综合品评了激光加工较传统加工技术的良好性说明其在制造行业中不行替换的作用.结合我国激光加工制造现状与国际的差距对我国激光加工业发展做了良好的预测.在阐发外国研究动向的基础上指出激光制造技术的发展趋向将重点定位在微结构、微刻蚀、微工具以及多功效性微技术、微工程的研究与开发上。可以预测三维微纳尺度的激光微制造技术必将成为新世纪的主流制造技术。关键词:激光加工激光制造体系技术发展1.前言激光的研究及其在各个领域的应用得到了迅速的发展。其高相干性在高细密丈量、物质结构阐发、信息存储及通讯等领域得到了普遍应用。激光的高单色性可在光化学领域对一些相距很近的能级作选择引发进行重金属的同位素疏散；激光的高偏向性和高亮度可普遍应用于加工制造业（大到航天器、飞机、汽车工业小到微电子、信息、生物细胞疏散等微技术）。随着激光器件、新型受激辐射光源以及相应工艺的不停改造与优化尤其是近20年来激光制造技术已渗透到诸多高新技术领域和产业并开始取代或革新某些传统的加工行业。2.正文激光制造技术包括两方面的内容一是制造激光光源的技术二是使用激光作为工具的制造技术。前者为制造业提供性能优良、稳固可靠的激光器以及加工体系后者使用前者进行各种加工和制造为激光体系的不停发展提供广阔的应用空间。两者是激光制造技术中不可或缺的部分不行偏废。激光制造技术具有许多传统制造技术所没有的优点是一种切合可持续发展战略的绿色制造技术。比如质料浪费少在大规模生产中制造资本低；凭据生产流程进行编程控制（自动化）在大规模制造中生产屈从高；可靠近或到达“冷”加工状态实现通例技术不能实验的高细密制造；对加工工具的顺应性强且不受电磁干扰对制造工具和生产情况的要求低；噪声低不孕育发生任何有害的射线与剩余生产历程对情况的污染小等等。因此为顺应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。现在正在积极研制超紫外、超短脉冲、超大功率、高光束质量等特性的激光尤其是能顺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。可以预测激光制造技术必将以其无可替换的优势成为21世纪迅速普及的高新技术。2.1激光加工技术概述激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对质料（包括金属与非金属）举行切割、焊接、外表处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术它的研究领域一般可分为:2.1.1激光加工体系包括激光器、导光体系、加工机床、控制体系及检测体系。2.1.2激光加工工艺包括切割、焊接、外表处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。2.2激光加工技术应用激光加工应用领域中CO2激光器以切割和焊接应用最广分别占到70％和20％外表处理则不到10％。而YAG激光器的应用则以焊接、打标（50％）和切割（15％）为主。在美国和欧洲CO2激光器占到了70~80％。我国激光加工中以切割为主的占10％其中98％以上的CO2激光器功率在1.5kW~2kW范围内而以热处理为主的约占15％大多数是进行激光处理汽车发动机的汽缸套。这项技术的经济性和社会效益都很高故有很大的市场远景。在汽车工业中激光加工技术充分发挥了其先进、快速、机动地加工特点。如在汽车样机和小批量生产中大量使用三维激光切割机不仅节省了样板及工装配置还大大缩短了生产准备周期；激光束在高硬度质料和庞大而弯曲的外表打小孔速率快而不孕育发生破坏；激光焊接在汽车工业中已成为尺度工艺日本Toyota早已将激光用于车身面板的焊接将差异厚度和差异外表涂敷的金属板焊接在一起然后再进行冲压。虽然激光热处理在外国不如焊接和切割广泛但在汽车工业中仍应用普遍如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理。在工业发达国家激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合派生出激光快速成形技术。该项技术不仅可以快速制造模具而且还可以直接由金属粉末熔融制造出金属模具。现在外国激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。随着激光打孔的迅速发展如今重要表面打孔用YAG激光器的均匀输出功率已由5年前的400w前进到了800w至1000w。打孔峰值功率高达30~50kw打孔用的脉冲宽度越来越窄重复频率越来越高激光器输出参数的前进很大程度上改进了打孔质量推进了打孔速率也扩大了打孔的应用领域。国内现在比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和自然金刚石拉丝模的生产及腕表宝石轴承的生产中。2.3激光加工技术较传统加工技术的良好性