激光工业应用综合分析

2008/10/27/9:35来源:中国机械专家网
    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,现在已开发出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。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技术和材料技术的最新成果,根据零件的CAD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。 

  激光切割技术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。现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。 

  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。激光焊接,用比切割金属时功率较小的激光束,使材料熔化而不使其气化,在冷却后成为一块连续的固体结构。激光在工业领域中的应用是有局限和缺点的,比如用激光来切割食物和胶合板就不成功,食物被切开的同时也被灼烧了,而切割胶合板在经济上还远不合算。 

  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。在激光出现之前,只能用硬度较大的物质在硬度较小的物质上打孔。这样要在硬度最大的金刚石上打孔,就成了极其困难的事。激光出现后,这一类的操作既快又安全。但是,激光钻出的孔是圆锥形的,而不是机械钻孔的圆柱形,这在有些地方是很不方便的。 

  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。
















 

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