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激光加工技术的发展和应用

激光是本世纪的重大发明之一，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、激光加工技术的应用

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。

激光快速成形技术集成了激光技术、CAD/CAM技术和材料技术的必威体育精装版成果，根据零件的C

AD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。

激光焊接技术具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。

激光焊接能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别

有利。

激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已

成为现代制造领域的关键技术之一。

激光切割技术可广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成

本，提高工件质量。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切

割技术的重要应用领域。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

激光相变硬化(即激光淬火)是激光热处理中研究最早、最多、进展最快、应用最广的一种新

工艺,适用于大多数材料和不同形状零件的不同部位,可提高零件的耐磨性和疲劳强度,国外

一些工业部门将该技术作为保证产品质量的手段。

激光包覆技术是在工业中获得广泛应用的激光表面改性技术之一,具有很好的经济性,可大

大提高产品的抗腐蚀性。

激光表面合金化技术是材料表面局部改性处理的新方法,是未来应用潜力最大的表面改性

技术之一,适用于航空、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。

激光退火技术是半导体加工的