激光技術(shù)的應(yīng)用

激光技術(shù)的應(yīng)用

1、激光加工技術(shù)

激光的空間控制性和時(shí)間控制性很好，對(duì)加工對(duì)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(dòng)化加工。激光加工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動(dòng)化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實(shí)行適時(shí)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(kāi)辟了廣闊的前景。

熱加工和冷加工均可應(yīng)用在金屬和非金屬材料，進(jìn)行切割，打孔，刻槽，標(biāo)記等。熱加工金屬材料進(jìn)行焊接，表面處理，生產(chǎn)合金，切割均極有利。冷加工則對(duì)光化學(xué)沉積，激光快速成形技術(shù)，激光刻蝕，摻染和氧化都很合適。

2、激光快速成型

用激光制造模型時(shí)用的材料是液態(tài)光敏樹(shù)脂，它在吸收了紫外波段的激光能量后便發(fā)生凝固，變化成固體材料。把要制造的模型編成程序，輸入到計(jì)算機(jī)。激光器輸出來(lái)的激光束由計(jì)算機(jī)控制光路系統(tǒng)，使它在模型材料上掃描刻劃，在激光束所到之處，原先是液態(tài)的材料凝固起來(lái)。激光束在計(jì)算機(jī)的指揮下作完掃描刻劃，將光敏聚合材料逐層固化，精確堆積成樣件，造出模型。所以，用這個(gè)辦法制造模型，速度快，造出來(lái)的模型又精致。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。

3、激光焊接

激光束照射在材料上，會(huì)把它加熱至融熔，使對(duì)接在一起的組件接合在一起，即是焊接。激光焊接，用比切割金屬時(shí)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。由于激光能量密度高，對(duì)高熔點(diǎn)、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。因?yàn)橛眉す夂附邮遣恍枰魏魏噶系?，所以排除了焊接組件受污染的可能;其次，激光束可被光學(xué)系統(tǒng)聚成直徑很細(xì)的光束，換言之，激光可以作成非常精細(xì)的焊槍，做精密焊接工作;還有激光焊接與組件不會(huì)直接接觸，亦即這是非接觸式的焊接，因而材料質(zhì)地脆弱也不打緊，還可以對(duì)遠(yuǎn)離我們身邊的組件作焊接，也可以把放置在真空室內(nèi)的組件焊接起來(lái)。因?yàn)榧す夂附佑羞@些特點(diǎn)，所以它在微電子工業(yè)中尤其受歡迎。

4、激光雕刻

用激光雕刻刀作雕刻，比用普通雕刻刀更方便，更迅速。用普通雕刻刀在堅(jiān)硬的材料上，比如在花岡巖、鋼板上作雕刻，或者是在一些比較柔軟的材料，比如皮革上作雕刻，就比較吃力，刻一幅圖案要花比較長(zhǎng)的時(shí)間。如果使用激光雕刻則不同，因?yàn)樗抢酶吣芰棵芏鹊募す鈱?duì)工件進(jìn)行局部照射，使表層材料氣化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標(biāo)記的一種雕刻方法。它根本就沒(méi)有和材料接觸，材料硬或者柔軟，并不妨礙雕刻的速度。所以激光雕刻技術(shù)是激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。用這種雕刻刀作雕刻不管在堅(jiān)硬的材料，或者是在柔軟的材料上雕刻，刻劃的速度一樣。倘若與計(jì)算機(jī)相配合，控制激光束移動(dòng)，雕刻工作還可以自動(dòng)化。把要雕刻的圖案放在光電掃描儀上，掃描儀輸出的訊號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，用來(lái)控制激光束的動(dòng)作，就可以自動(dòng)地在木板上，玻璃上，皮革上按照我們的圖樣雕刻出來(lái)。同時(shí)，聚焦起來(lái)的激光束很細(xì)，相當(dāng)于非常靈巧的雕刻刀，雕刻的線條細(xì)，圖案上的細(xì)節(jié)也能夠給雕刻出來(lái)。激光雕刻可以打出各種文字、符號(hào)和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級(jí)，這對(duì)產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。激光雕刻巳發(fā)展至可實(shí)現(xiàn)亞微米雕刻，已廣泛用于微電子工業(yè)和生物工程。

5、激光打孔

在組件上開(kāi)個(gè)小孔是件很常見(jiàn)的事。但是，如果要求在堅(jiān)硬的材料上，例如在硬質(zhì)合金上打大量0.1毫米到幾微米直徑的小孔。用普通的機(jī)械加工工具恐怕是不容易辦到，即使能夠做到，加工成本也會(huì)很高。激光有很好的同調(diào)性，用光學(xué)系統(tǒng)可以把它聚焦成直徑很微少的光點(diǎn)（小于一微米），這相當(dāng)于用來(lái)鉆孔的微型鉆頭。其次，激光的亮度很高，在聚焦的焦點(diǎn)上的激光能量密度（平均每平方米面積上的能量）會(huì)很高，普通一臺(tái)激光器輸出的激光，產(chǎn)生的能量就可以高達(dá)109焦耳/厘米2，足以讓材料熔化并氣化，在材料上留下一個(gè)小孔，就像是鉆頭鉆出來(lái)的。但是，激光鉆出的孔是圓錐形的，而不是機(jī)械鉆孔的圓柱形，這在有些地方是很不方便的。