基于激光加工技术的研究.ppt

防磨损:通过喷涂修复已磨损的零件，或在零件易磨损部位 预先喷涂耐磨材料，如风机主轴，汽车曲轴、机床主轴、机床导轨。 热喷涂的应用 （2）激光表面强化 原理：激光表面强化是用聚焦的激光束 射向钢件表面，在极短时间内 将工件表层极薄的材料加热到熔点以上的温度，又在极短时间内冷却，使工件表面淬硬强化。 应用：激光表面强化主要用于局部强 化的零件，如曲轴、凸轮、凸轮轴、花键轴、精密仪器导轨、高速钢刀具、齿轮及内燃机缸套等。 在基体表面上放置涂层材料，经激光辐照，使之和基体表面的薄层同时熔化，并快速凝固后形成表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等特性。 激光表面强化在风机叶轮轴颈的应用 二、激光快速成形 原理：将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，自动生成加工路径，选择性固化或 切割一层层的成型材料， 形成各个截面轮廓薄片， 再逐步顺序叠加三维配件， 经后处理，形成零件。 快速成型的工艺过程： 1、产品三维模型的构建 1）设计软件PRO/E、Solid Works直接构建 2）产品二维图形 转换 3）激光扫描 2、三维模型近似处理（方便后续数据处理） 3、三维模型的切片处理 4、成型加工及后处理 激光快速成形应用： 主要应用在航空航天、汽车、玩具制造等行业。用于制造复杂形状的零件、快速制造原型 、制造非均匀材料的零件 、小批量生产 塑料制件 、制造各种模具或模型等。 激光快速成型：电话机壳 激光烧结快速成型 三、激光打标 原理：激光打标是利用高能量密度的激光束聚焦在材料表面上，使材料迅速汽化， 形成凹坑，从而获得 可见图案的标记方式。 集成电路板的激光打标 激光打标优点 1.永久性：标记不会因环境关系（触摸、酸性、高低温等）而消退。 2.?防伪性：标记不易仿制和更改，在一定程度上具有很强的防伪。 3.非接触性：激光是以非机械式的“刀具”进行加工，对材料不产生机械挤压或应力， 无“刀具”磨损。 4.?应用范围广：能标记条形码、数字、字符、图案、二维码等标志。 5.?雕刻精度高：激光打标机雕刻的物品图纹精细。标记清晰、持久、美观。 6.?运行成本低：打标速度快，能耗小，因而运行成本低。 激光加工技术的发展趋势 国内的发展趋势 国内激光领域存在的的问题 激光加工技术发展方向 激光加工技术的发展方向 高频度和高可靠性 小型化和集成化 数控化和综合化 短波长和高精度 数控化和综合化 把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的工件定位相结合，形成研制和生产加工中心，已成为激光加工发展的一个重要趋势。 小型化和集成化 可进行几种工艺研制和生产加工的激光加工系统，已成为激光加工的另一发展趋势。 例如：将激光切割和模具冲压两种加工方法组合在一台机床上，制成激光冲床，它兼有激光切割的多功能性和冲压加工的高速高效的特点，可完成切割复杂外形、打孔、打标、划线等加工。 高频度和高可靠性 激光加工系统的可靠性是实现稳定加工的关键技术和前提条件。目前，国外YAG 激光器的重复频度已达2 000 次/ s，二极管阵列泵浦的Nd：YAG 激光器的平均维修时间已从原来的几百小时提高到1 ~2 万h。 短波长和高精度 波长短是实现高精度加工的前提 。采用激元激光器进行金属加工 , 这是国外激光加工的一个新课题。激元激光器能发射出波长157～350纳米的紫外激光 , 大多数金属对这种激光的反射率很低，吸收率相应很高，因此，这种激光器在金属加工领域将有很大的应用价值。 国内的激光加工技术发展方向 为了更快更好地发展我国的激光加工技术，国家把制约激光加工技术发展的关键难题作为科学研究的主攻方向，同时进行具有规模效益的产业化发展，并给予良好的政策和外部环境。 我国将研究的方向定位在国际先进水平和市场的需求上，作为加工企业，应当在外部环境的支持下，不断提高技术水平和市场判断能力，加快新产品的开发周期。在技术上获得优先，在产品上重视产业化及规模化生产技术的研究，强化工艺技术，规范化生产，注意质量及可靠性，大力提升激光加工技术的竞争水平。 激光领域存在的的问题 1 科研成果转化为商品的能力差，许多有市场前景的成果停留在实验室的样机阶段 2 激光加工系统的核心部件激光器的品种少、技术落后、可靠性差 3 光加工设备的可靠性、安全性、可维修性、配套性较差，难以满足工业生产的需要 * 5、容易实现自化加工 激光束传输方便，易于控制，便于与机器人、自动检测、计算机数字控制等先进技术相结合。 6、通用性强 用一台激光器改变不同的导光系统，可以处理各种形状和尺寸的工