激光加工技術發(fā)展的研究(編輯修改稿)
2025-01-17 03:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 代了傳統(tǒng)的焊接工具和要領。 這里指的高精度除通常意義下的準確定位外，主要表現(xiàn)在質(zhì)料內(nèi)部熱傳導效應量級上的控制。激光的顯著特點之一，即是可接納一連和脈沖要領輸出。以固體的鉆孔與切割為例，激光能量高度會集，以及加熱、冷卻速率快的特點可實現(xiàn)傳統(tǒng)技術到達不了的廣泛要求，加工屬熱化學歷程。這里要突出的是，脈沖式激光輻射可到達靠近“冷”加工的光化學動力歷程。一方面選擇脈沖的時間寬度，使得質(zhì)料內(nèi)的熱傳導歷程和熱化學反應來不及孕育發(fā)生；另一方面控制激光的功率密度和脈沖計數(shù)，按要求到達確定的去除深度，從而實現(xiàn)高精度的“線”切割和“點”鉆孔加工。西方一些國家在許多有特別要求的領域和產(chǎn)業(yè)中已廣泛采用這種脈沖光制造技術。 激光微細加工技術的應用是在20世紀后半葉發(fā)展起來的微電子學領域。激光微細加工為微電子集成工藝中的單元微加工技術之一，現(xiàn)已形成固定模式并投入規(guī)模化生產(chǎn)。除此之外，能突顯其優(yōu)勢的領域還有精密光學儀器的制造、高密度信息的寫入存儲、生物細胞構造的醫(yī)療等。選擇適當波長的激光，利用各種優(yōu)化工藝和迫近衍射極限的聚焦體系，得到高質(zhì)量光束、高穩(wěn)固性、微小尺寸焦斑的輸出。使用其鋒芒尖銳的“光刀”特性，進行高密微痕的刻制、高密信息的直寫；也可使用其光阱的“力”效應，進行微小透明球狀物的夾持操作。比如，高細密光柵的刻制（細密光刻）；利用CAD/CAM軟件進行仿真圖案控制，實現(xiàn)高保真打標；使用光阱的“束縛力”，對生物細胞實驗移動操作（生物光鑷）。值得一提的是，高密度信息的激光紀錄和微細機器零部件的光制造。無論是數(shù)字紀錄還是掃描紀錄，照舊圖像的模仿紀錄，激光紀錄要領(光刻)都具有特別的優(yōu)勢并取得了重要突破，以數(shù)字紀錄為例：①信息紀錄密度高（107～108bit/cm2以上），、比磁紀錄密度前進兩個數(shù)量級以上；②紀錄、檢索、讀出速率快，單波道達50Mbit/s，多波道可達320Mbit/s；信息的檢索和讀出速率遠遠小于1秒；③資本低、使用壽命長。在微細機器零部件的光制造方面，近幾年外國已將其列為攻關項目，成為未來高新技術前期研究的熱門。日本采用激光技術，制造出微米量級的三維“納米牛”，這說明在微納量級的三維激光微成型機制上已經(jīng)取得了巨大的突破。北京工業(yè)大學激光工程研究院應用準分子激光，利用掩模要領，已經(jīng)加工出10齒/50μm和108齒/500μm的微型齒輪。 由于激光輸出的可控制性，使激光制造過程能夠利用軟件實現(xiàn)自動化流程的智能控制。憑據(jù)生產(chǎn)性子的需要，既可實現(xiàn)加工臺的定位控制亦可利用激光的光纖傳輸實現(xiàn)加工板手定位控制，從而實現(xiàn)高效的自動化、智能化激光制造。比如，汽車車身籠罩件的三維定位切割、車身骨構架的焊接、齒輪盤及其他零部件的焊接加工等，已形成激光加工、組裝一條龍的生產(chǎn)線。 作為20世紀科學技術發(fā)展
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