激光加工技術(shù)及在機械制造業(yè)中的應(yīng)用分析
時間:2015-01-21激光因具有三大特點:極好的單色性、相干性和方向準直性。這些特點使它特別適用于材料加工。激光加工是激光眾多應(yīng)用中最有發(fā)展前途的領(lǐng)域之一,現(xiàn)在已開發(fā)出的已有20多種激光加工技術(shù)。 激光機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)境的要求自由度都很大,尤其適用于自動化加工。激光機加工系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動化加工設(shè)備,已成為企業(yè)實行適時生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù),為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。
激光快速成形技術(shù)集成了激光技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)和材料技術(shù)的最新成果,根據(jù)零件的CAD模型,用激光束將光敏聚合材料逐層固化,精確堆積成樣件,不需要模具和刀具即可快速精確地制造形狀復雜的零件,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。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汽化,在冷卻后成為一塊連續(xù)的固體結(jié)構(gòu)。激光打孔技術(shù)具有精度高、通用性強、效率高、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。這樣要在硬度最大的金剛石上打孔,就成了極其困難的事。激光出現(xiàn)后,這一類的操作既快又安全。
激光打標技術(shù)是激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。激光打標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)生顏色變化的化學反應(yīng),從而留下永久性標記的一種打標方法。
激光打標可以打出各種文字、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。全固體紫外波段激光打標是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù),特別適用于金屬打標,可實現(xiàn)亞微米打標,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。對于高精度轉(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)的化學蝕刻技術(shù)工藝簡單、可大幅度降低生產(chǎn)成本,可加工0.15~1微米寬的線,非常適合于超大規(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)加工方法的精度和效率高、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)(例如CD、DVD光盤等),是信息化時代的支撐技術(shù)之一。