金屬加工行業(yè)激光技術(shù)的應(yīng)用

時間：2012-05-17作者：浙江砂普精密機械有限公司瀏覽：41

激光因具有單色性、相干性和平行性三大特點，特別適用于材料加工。激光加工是激光應(yīng)用較有發(fā)展前途的領(lǐng)域，現(xiàn)在已開發(fā)出20多種激光加工技術(shù)。激光的空間控制性和時間控制性很好，對加工對象的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大，特別適用于自動化加工。激光加工系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成*自動化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實行適時生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，為**、*和低成本的加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。目前已成熟的激光加工技術(shù)包括：激光**成形技術(shù)、激光焊接技術(shù)、激光打孔技術(shù)、激光切割技術(shù)、激光打標(biāo)技術(shù)、激光去重平衡技術(shù)、激光蝕刻技術(shù)、激光微調(diào)技術(shù)、激光存儲技術(shù)、激光劃線技術(shù)、激光清洗技術(shù)、激光熱處理和表面處理技術(shù)。

　　激光**成形技術(shù)集成了激光技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)和材料技術(shù)的較新成果，根據(jù)零件的CAD模型，用激光束將光敏聚合材料逐層固化，**堆積成樣件，不需要模具和刀具即可****地制造形狀復(fù)雜的零件，該技術(shù)已在航空航天、電子、汽車等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。脈沖激光適用于金屬材料，連續(xù)激光適用于非金屬材料，后者是激光切割技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)代的激光成了人們所幻想追求的“削鐵如泥”的“寶劍”。  —大漢激光

　　激光焊接技術(shù)具有溶池凈化效應(yīng)，能純凈焊縫金屬，適用于相同和不同金屬材料間的焊接。激光焊接能量密度高，對高熔點、高反射率、高導(dǎo)熱率和物理特性相差很大的金屬焊接特別有利。激光焊接，用比切割金屬時功率較小的激光束，使材料熔化而不使其氣化，在冷卻后成為一塊連續(xù)的固體結(jié)構(gòu)。激光在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用是有局限和缺點的，比如用激光來切割食物和膠合板就不成功，食物被切開的同時也被灼燒了，而切割膠合板在經(jīng)濟上還遠不合算。

　　激光打孔技術(shù)具有精度高、通用性強、**、成本低和綜合技術(shù)經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點，已成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。在激光出現(xiàn)之前，只能用硬度較大的物質(zhì)在硬度較小的物質(zhì)上打孔。這樣要在硬度較大的金剛石上打孔，就成了較其困難的事。激光出現(xiàn)后，這一類的操作既快又安全。但是，激光鉆出的孔是圓錐形的，而不是機械鉆孔的圓柱形，這在有些地方是很不方便的。

　　激光打標(biāo)技術(shù)是激光加工較大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。激光打標(biāo)是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下*性標(biāo)記的一種打標(biāo)方法。激光打標(biāo)可以打出各種文字、符號和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級，這對產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。準(zhǔn)分子激光打標(biāo)是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，特別適用于金屬打標(biāo)，可實現(xiàn)亞微米打標(biāo)，已廣泛用于微電子工業(yè)和生物工程。 

　　激光去重平衡技術(shù)是用激光去掉高速旋轉(zhuǎn)部件上不平衡的過重部分，使慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸重合，以達到動平衡的過程。激光去重平衡技術(shù)具有測量和去重兩大功能，可同時進行不平衡的測量和校正，效率大大提高，在陀螺制造領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。對于**轉(zhuǎn)子，激光動平衡可成倍提高平衡精度，其質(zhì)量偏心值的平衡精度可達1%或千分之幾微米。

　　激光蝕刻技術(shù)比傳統(tǒng)的化學(xué)蝕刻技術(shù)工藝簡單、可大幅度降低生產(chǎn)成本，可加工0.125～1微米寬的線，非常適合于**大規(guī)模集成電路的制造。 

　　激光微調(diào)技術(shù)可對*電阻進行自動精密微調(diào)，精度可達0.01%～0.002%，比傳統(tǒng)加工方法的精度和**、成本低。激光微調(diào)包括薄膜電阻(0.01～0.6微米厚)與厚膜電阻(20～50微米厚)的微調(diào)、電容的微調(diào)和混合集成電路的微調(diào)。

　　激光存儲技術(shù)是利用激光來記錄視頻、音頻、文字資料及計算機信息的一種技術(shù)，是信息化時代的支撐技術(shù)之一。 

　　激光劃線技術(shù)是生產(chǎn)集成電路的關(guān)鍵技術(shù)，其劃線細(xì)、精度高(線寬為15～25微米，槽深為5～200微米)，加工速度快(可達200毫米/秒)，成品率可達99.5%以上。

　　激光清洗技術(shù)的采用可大大減少加工器件的微粒污染，提高精密器件的成品率。

　　激光熱、表處理技術(shù)包括：激光相變硬化技術(shù)、激光包覆技術(shù)、激光表面合金化技術(shù)、激光退火技術(shù)、激光沖擊硬化技術(shù)、激光強化電鍍技術(shù)、激光上釉技術(shù)，這些技術(shù)對改變材料的機械性能、耐熱性和耐腐蝕性等有重要作用。 

　　激光相變硬化(即激光淬火)是激光熱處理中研究較早、較多、進展較快、應(yīng)用較廣的一種新工藝,適用于大多數(shù)材料和不同形狀零件的不同部位,可提高零件的**性和疲勞強度,國外一些工業(yè)部門將該技術(shù)作為**產(chǎn)品質(zhì)量的手段。 

　　激光包覆技術(shù)是在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用的激光表面改性技術(shù)之一,具有很好的經(jīng)濟性,可大大提高產(chǎn)品的抗腐蝕性。 

　　激光表面合金化技術(shù)是材料表面局部改性處理的新方法,是未來應(yīng)用潛力較大的表面改性技術(shù)之一,適用于航空、航天、兵器、核工業(yè)、汽車制造業(yè)中需要改善**、耐腐蝕、耐高溫等性能的零件。 

　　激光退火技術(shù)是半導(dǎo)體加工的一種新工藝,效果比常規(guī)熱退火好得多。激光退火后,雜質(zhì)的替位率可達到98%～99%,可使多晶硅的電阻率降到普通加熱退火的1/2～1/3,還可大大提高集成電路的集成度,使電路元件間的間隔縮小到0.5微米。

　　激光沖擊硬化技術(shù)能改善金屬材料的機械性能,可阻止裂紋的產(chǎn)生和擴展,提高鋼、鋁、鈦等合金的強度和硬度,改善其抗疲勞性能。 

　　激光強化電鍍技術(shù)可提高金屬的沉積速度,速度比無激光照射快1000倍,對微型開關(guān)、精密儀器零件、微電子器件和大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)和修補具有重大意義。使用該技術(shù)可使電鍍層的牢固度提高100～1000倍。 

　　激光上釉技術(shù)對于材料改性很有發(fā)展前途,其成本低,容易控制和復(fù)制,有利于發(fā)展新材料。

　　激光上釉結(jié)合火焰噴涂、等離子噴涂、離子沉積等技術(shù),在控制組織、提高表面**、耐腐蝕性能方面。激光在電子工業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用?？梢杂盟鼇磉M行微型儀器的精密加工，可以對脆弱易碎的半導(dǎo)體材料進行精細(xì)的劃片，也可以用來調(diào)整微型電阻的阻值。隨著激光器性能的改善和新型激光器的出現(xiàn)，激光在**大規(guī)模集成電路方面的應(yīng)用已經(jīng)成為許多其他工藝所無法取代的關(guān)鍵性技藝，為**大規(guī)模集成電路的發(fā)展展現(xiàn)出令人鼓舞的前景。

　　激光技術(shù)是高科技的產(chǎn)物，其產(chǎn)生又推動了科學(xué)研究的深入發(fā)展，并開拓出許多新的學(xué)科領(lǐng)域，如非線性光學(xué)、激光光譜學(xué)、激光化學(xué)、激光生物學(xué)等。激光被用來研究與生命密切相關(guān)的光合作用、血紅蛋白、DNA等的機制。激光還將成為時間和長度的新標(biāo)準(zhǔn)，以后任何**的鐘表和米尺都可以用某一特定波長的激光束來標(biāo)定。 

　　激光在核能應(yīng)用上也將大顯身手。樂觀的*們估計，到2020年強大的激光會產(chǎn)生安全經(jīng)濟的熱核聚變，這類似恒星內(nèi)部的核反應(yīng)過程。如果實現(xiàn)，熱核聚變將帶來**無比的社會和經(jīng)濟效益，能源危機亦將不復(fù)存在。到那時，一桶水中的氫聚變后所產(chǎn)生的電力足夠一個城市使用。

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  詞條說明

• *對我國激光加工技術(shù)產(chǎn)品的市場展望

  激光加工技術(shù)一直是地區(qū)**支持和推動應(yīng)用的一項**，特別是**強調(diào)要振興制造業(yè)，這就給激光加工技術(shù)應(yīng)用帶來發(fā)展機遇。在地區(qū)**中長遠期發(fā)展規(guī)劃時，又將激光加工列為關(guān)鍵支撐技術(shù)，因為它涉及*、*建設(shè)、**的產(chǎn)業(yè)化和科技*的發(fā)展，這就把激光加工提升到很高的重視程度，也必將給激光加工機的制造和升級帶來很大的商機。 ?? 但是，與**上激光加工系統(tǒng)相比，我國的激光加工

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