激光的工业制造技术分析报告.pptx

激光的工业制造技术;性微技术、微工程的研究与开发上∩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。;0c04f1a; 激光制造技术包含两方面的内容，一是制造 激光光源的技术，二是利用激光作为工具的制造 技术。前者为制造业提供性能优良、稳定可靠的 激光器以及加工系统，后者利用前者进行各种加 工和制造，为激光系统的不断发展提供广阔的应 用空间。两者是激光制造技术中不可或缺的环 节，不可偏废。激光制造技术具有许多传统制造 技术所没有的优势，是一种符合可持续发展战略 的绿色制造技术。例如，材料浪费少，在大规模;0c04f1a;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∩以预言，激光制造技术必将以其无可替代的 优势成为 21 世纪迅速普及的高新技术。;0c04f1a;定，一般可以实现基模输出，其光束横截面能量 分布为高斯分布，且在传输过程中保持不变，光 束质量较好；对于大功率激光器，一般不易得到 基模输出，输出的往往为多模激光束，激光光束 质量变差（1）。目前工业上常用的大功率激光器 有 CO2 激光器和 YAG 激光器两种。大功率激光器 的工业应用领域很广，激光切割、激光焊接都需 要优良的光束质量，而追求高光束质量的大功率 激光是工业用激光器不断发展的目标。;0c04f1a;量，在加大的激光加工区焦点的漂移很小，非常 有利于大范围激光传输与聚集，这对大尺寸工件 的切割应用非常重要。;0c04f1a;欧、美、日一些国家在新光源、加工系统及工艺 等方面的研究与开发就从未降温过。随着激光物 质的研究与开发、器件与单元技术的改进和创 新，以高性能、宽波段、大功率为特征的激光取 得了蓬勃的发展，如紫外光输出的 KrF、ArF 准 分子激光器、倍频激光器等。尤其是高功率光纤 激光的出现，使激光制造的移动式定位加工变得 更加便利。;0c04f1a;应力阈值，或使高导热系数和高熔点金属快速熔 化，完成某些特种金属或合金材料的焊接，而?? 在激光焊接过程中无机械接触，容易保证焊接部 位不因热压缩而变形，还排除了无关物质落入焊 接部位的可能；如果采用大焦深的激光系统，还 可实现特殊场合下的焊接，比如，由软件控制的 需隔离的远距离在线焊接、高精密防污染的真空 环境焊接等；在不发生材料表面蒸发的情况下可 熔化最大数量的物质，达到高质量的焊接。以上;0c04f1a;外，主要还体现在材料内部热传导效应量级上的 控制。激光的显著特点之一，就是可采取连续和 脉冲方式输出。以固体的钻孔与切割为例，激光 能量高度集中，以及加热、冷却速度快的特点可 实现传统技术达到的普遍要求，加工属热化学过 程。这里要突出的是，通过脉冲式激光辐射可达 到接近“冷”加工的光化学动力过程。一方面选 择脉冲的时间宽度，使得材料内的热传导过程和 热化学反应来不及发生；另一方面通过控制激光;0c04f1a;已形成固定模式并投入规模化生产中。除此之 外，能突显其优势的领域还有精密光学仪器的制 造、高密度信息的写入存储、生物细胞组织的医 疗等。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。例如，高精密光;0c04f1a;信息记录密度高（107～108bit/cm2 以上），;0c04f1a;可通过激光的光纤传输实行加工头的机器手定 位控制，从而实现高效的自动化、智能化激光制 造。比如，汽车车身覆盖件的三维定位切割、车 身骨构架的焊接、齿轮盘及其他零部件的焊接加 工等，已形成激光加工、组装一条龙的生产线。;0c04f1a;一起，形成了世纪标志的高技术产业，并渗透到 人类活动的各个领域。 21 世纪则是多门学科的集 成技术，即把微电子、微光学、微机械以及传感 器、执行器的信号处理单元集成在一起的微纳制 造和微系统技术。微纳制造技术与功能微系统将 成为 21 世纪高新技术与产业的里程碑，其发展 将使人类在认识和改造自然的能力上达到一个 新的高度，导致人类生活和社会物质文明及科学 技术的巨大变革。字串 6;0c04f1a;行合作开发研究。目前在微纳制造技术上已经形 成国际性竞争，已经开始新世纪高技术产业全球 市场的争夺战。;0c04f1a;的主要领域，微电子产业的规模和技术水平已成 为衡量一个国家??合实力的重要标志之一，激光 微技术将在这个领域发挥更大作用。我国在现代 光制造发展方面，机遇与挑战并存，我们要抓住 机遇，迎接新世纪光制造时代的到来。