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激光加工技術(shù)的發(fā)展
摘要：因為激光的加工技術(shù)的優(yōu)點是生產(chǎn)的效率極高、加工的質(zhì)量極好、適用的范圍很廣等，所以越來愈多的人希望在很多的領(lǐng)域中使用激光加工技術(shù)。本文介紹其相關(guān)的理論，重點論述其發(fā)展和應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：激光加工技術(shù) 相關(guān)理論 發(fā)展 應(yīng)用
一、前言
近年來重大的發(fā)明之一是激光技術(shù)。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，把激光器當(dāng)成基礎(chǔ)的激光加工的技術(shù)得到了快速發(fā)展。目前其正在被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、通訊、醫(yī)療、軍事及科研等多種領(lǐng)域。并且在這些領(lǐng)域都取得了非常好的經(jīng)濟與社會的效益，是我國未來經(jīng)濟的發(fā)展的關(guān)鍵。
二、激光加工技術(shù)相關(guān)理論
筆者認為，了解與應(yīng)用激光加工技術(shù)需要對其相關(guān)理論深入的研究。以下筆者從其原理和特點來介紹激光加工技術(shù)。
(一)原理
激光加工能夠獲得極高的能量密度與極高的溫度是因為采用的光學(xué)系統(tǒng)能夠讓激光聚焦成為一個非常小的光斑，在這樣的高溫下，每種堅硬的材料都會被瞬間熔化與氣化，然后熔化物被氣化而產(chǎn)生的蒸汽壓力推動，以很高的速度噴射出來，從而實現(xiàn)了對工件加工的特種加工方法。
(二)特點
激光加工的技術(shù)對于加工工具與特殊環(huán)境沒有要求，不會造成工具的磨損，易于使用自動控制來進行連續(xù)加工，且加工效率極高;同時激光的強度極高，聚焦后差不多能夠熔化和氣化全部的材料，所以能夠加工所有硬度的金屬與非金屬的材料;加上激光加工是屬于非接觸的加工，及加工速度非常的快，工件沒有受力與受熱而產(chǎn)生變形;其還能聚焦成為極小的光斑(微米級)，能夠調(diào)節(jié)輸出的功率，所以可進行精密且細微的加工。這些均是激光加工優(yōu)點。但由于其設(shè)備的投資比較大，及操作和維護技術(shù)要求比較高;且在精微加工的時候，重復(fù)的精度與表面的粗糙度難以保證等。這些缺點盡管在一定的程度上縮小了其應(yīng)用規(guī)模，也限制了其發(fā)展，但是由于進一步的研究，越來越成熟的技術(shù)，激光加工技術(shù)有著非常廣闊的發(fā)展前景。
三、激光加工技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
近年來，由于激光加工技術(shù)的快速發(fā)展，其被應(yīng)用于許多的領(lǐng)域。以下是筆者從激光器與激光加工技術(shù)領(lǐng)域來介紹激光加工技術(shù)的發(fā)展，同時介紹目前激光加工技術(shù)的具體應(yīng)用。
(一)激光加工技術(shù)的發(fā)展
了解激光加工技術(shù)的發(fā)展，就要研究激光器以及其應(yīng)用的領(lǐng)域的變化。只有這樣才能從根本上了解其發(fā)展。
迅速發(fā)展的激光器。我國研制出的第一臺激光器是在1961年。通過幾十年的努力，我國的激光器技術(shù)快速的發(fā)展起來了，從固體的激光器到氣體的激光器，再到如今光纖的激光器、半導(dǎo)體的激光器與飛秒的激光器。光纖的激光器與傳統(tǒng)激光器來比較，其優(yōu)勢是功率輸出大，光束的質(zhì)量較好，轉(zhuǎn)換的效率較高，良好的柔性傳輸?shù)取Ｆ湓谑褂眉す饧庸ぜ夹g(shù)加工材料中有著極大的吸引力�，F(xiàn)在應(yīng)用于使用激光來打標、切割以及焊接。而飛秒的激光器則能夠使超精微的加工可以實現(xiàn)。其在高技術(shù)的領(lǐng)域如微電子、光子學(xué)等應(yīng)用的前景極寬廣。同時半導(dǎo)體的激光器正在被直接用在焊接、熱處理等方面。總之激光器的迅速發(fā)展導(dǎo)致了激光加工技術(shù)的快速發(fā)展。
廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。激光加工是在機械加工、力加工、火焰加工與電加工之后新產(chǎn)生的一種的加工技術(shù)，是借助激光束和物質(zhì)相互作用的特性，對材料進行切割、焊接、表面處理、打孔以及微加工的綜合性技術(shù)。激光焊接廣泛應(yīng)用在汽車的零件、密封的器件等多種要求焊接無污染與無變形的器件。激光切割主要應(yīng)用在汽車的行業(yè)、航天的工業(yè)等領(lǐng)域。而激光打孔則應(yīng)用在汽車的制造、化工等產(chǎn)業(yè)。廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域也使得激光加工技術(shù)快速發(fā)展。
(二)激光加工技術(shù)的應(yīng)用
激光加工技術(shù)在我國的許多領(lǐng)域里占據(jù)著重要的位置，以下是筆者簡單的介紹一些具體的應(yīng)用，如打孔、切割以及焊接等。
(1)激光來打孔的應(yīng)用。激光打孔借助了激光的功率密度極高的特性，使得加工的材料瞬間被熔化與氣化，熔化的物質(zhì)被蒸汽巨大的壓力推出來，形成了孔洞。激光打孔正在被廣泛應(yīng)用在鐘表與儀表有關(guān)工件的加工。其應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛，包括衣服與鞋子的制作、工藝品與禮品的制作、機械設(shè)備與零件的制作等。
(2)激光切割的應(yīng)用。激光切割則利用了激光束，由于其能夠聚焦而形成極高的功率密度光斑，因此能夠?qū)⒉牧涎杆偌訙氐綒饣业臏囟�，形成了小孔洞后，再借助光束和材料的相對運動，從而產(chǎn)生細小以及連續(xù)的切縫，達到了切割的目的。激光切割被廣泛用來切割非金屬材料。此外，激光切割也應(yīng)用在服裝行業(yè)如對皮革和布料的切割。
(3)激光焊接的應(yīng)用。激光焊接把符合功率密度要求的激光束照射到需要焊接的材料表面，將其局部的溫度升高到熔點，使得材料的結(jié)合部位熔化為液體，然后進行冷卻凝固，從而使得兩種材料熔接在一起，達到了焊接的目的。激光焊接被廣泛應(yīng)用于航天行業(yè)、船舶制造業(yè)等各種領(lǐng)域。尤其是珠寶首飾業(yè)利用激光焊接的技術(shù)改變了人們首飾設(shè)計的傳統(tǒng)思維。利用激光焊接能夠制作具有特殊結(jié)構(gòu)的首飾。此外，激光焊接還廣泛應(yīng)用在鋼鐵行業(yè)。
四、結(jié)語
激光加工技術(shù)是一種21世紀發(fā)展迅速的新技術(shù)，各國的政府與工業(yè)部門都要積極的發(fā)展視激光器與激光加工技術(shù)的設(shè)備。隨著激光加工技術(shù)應(yīng)用市場的日益擴大與國際競爭新格局的產(chǎn)生，我國的激光加工技術(shù)一定有巨大的發(fā)展，具有極其廣闊的市場前景，而且在社會經(jīng)濟與工業(yè)的發(fā)展中起到非常重要的作用。
參考文獻：
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