【正文】 刻的手段來去除或者熔化材料，與使用噴墨技術打碼或者打印和張貼標簽相比，激光打碼的優(yōu)勢主要在于：無須耗材(比如，墨水，溶劑)、維護費用低、系統(tǒng)停工時間短、對環(huán)境污染小(由于沒有使用墨水)、可以打碼的材料范圍廣、系統(tǒng)整合方便、能夠在短時間內得到高質量且永久的代碼。激光技術為制造商提供了成本低、效率高的打碼和打標方法。 由于激光打標不需要油墨，所以更環(huán)保。激光打碼系統(tǒng)的配件，工具和技術使得它能夠以最短的時間完成打碼過程。此外，許多行業(yè)，包括醫(yī)療和美容，冷凍食品，寵物食品，藥品，消費品，汽車零部件等許多行業(yè)，都需要激光技術所提供的數(shù)字式資料的記錄和永久性的編碼。各種不同的代碼，不論其長短、寬窄、動態(tài)還是靜態(tài)、圖形還是文字，激光打碼都能在不同大小的包裝上實現(xiàn)，打印的代碼也可以有不同的方向，可以使用不同的語種，可以用實線或者虛線。七、 玻璃加工玻璃切割隨著封離型CO2激光器技術的發(fā)展和成熟，中小功率的激光器利用激光引致的應力使玻璃“分離”，同時能保證不對玻璃造成融化等熱影響。平均輸出功率為150W的CO2 激光器能通過聚焦光路在玻璃表面形成橢圓型的聚焦點，橢圓的聚焦點保證了激光能量在切割線兩側的均勻的和最優(yōu)化的分布。，所以幾乎所有的激光能量都被玻璃表面15微米吸收層所吸收，相對玻璃表面移動激光光點形成所需的切割線。選擇合適的移動速度，保證既有足夠的激光熱量在玻璃上形成局部的應力紋樣分布（設定的切割線），同時又不會將玻璃融化。選擇不同的激光功率、光點掃描速度等加工參數(shù)，應力引致的斷裂深度可達100微米到數(shù)毫米，意味著使用激光法可一步切割深度為100微米到數(shù)毫米的玻璃。 與傳統(tǒng)的機械切割法相比，激光切割有幾個重要的優(yōu)點。首先，這是一步即可完成的、干燥的加工過程，邊緣光滑整齊，不需要后續(xù)的清潔和打磨。并且，激光引致的分離過程產(chǎn)生高強度、自然回火的邊緣，沒有微小裂痕。使用這種方法，避免了不可預料的裂痕和殘破，降低了次品率，提高了產(chǎn)量。長遠來說，激光引致的分離技術將在許多玻璃的切割應用中取代機械法。近期，激光切割已在下述的三個應用領域中顯示強大的技術優(yōu)勢，它們是：CRTS，平板顯示，以及汽車的風擋玻璃等的切割等。內雕技術采用激光內雕技術，能將平面或立體的圖案“雕刻”在水晶玻璃的內部，作出造型各異、璀璨奪目、晶瑩剔透的藝術品。激光雕刻機基本原理是通過適當聚焦，將激光的能量密度在進入玻璃及到達加工區(qū)之前低于玻璃的破壞閾值，而在希望加工的區(qū)域則超過這一臨界值，激光在極短的時間內產(chǎn)生脈沖，其能量能夠在瞬間使水晶受熱破裂，從而產(chǎn)生極小的白點，在玻璃內部雕出預定的形狀，而玻璃或水晶的其余部分則保持原樣完好無損。 激光內雕機是將激光技術和計算機技術結合起來的高新一體化新型激光外設加工設備，它采用高性能的激光和數(shù)控技術，通過自主研制的光學系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計算機軟件，在水晶、玻璃內實現(xiàn)三維動態(tài)精密激光雕刻，解決了雕刻速度慢、系統(tǒng)工作不穩(wěn)定、丟激光點，對圖像和文字處理軟件功能不全、使用計算機接口控制卡、激光爆炸點不均勻、自動控制裝置不盡完善、設備性價比低等問題。全面提高了系統(tǒng)的效率、精度、可維護性、通用性和安全性。 除了傳統(tǒng)的激光內調，彩色內雕能使水晶玻璃內雕作品在色彩上變得更為豐富，是未來的發(fā)展趨勢。利用水晶玻璃工藝品的內雕部分對光線具有較強的反射、折射作用，而空白部分對光線具有較好的通透性能的光學原理，由微控制電路按照三基色調色板原理，分別控制幾種色彩的燈，在“內雕”圖像上混色，變化出多種絢麗的色彩，從而使原本白色的內雕圖像呈現(xiàn)出五彩繽紛、光彩奪目的效果。伴隨著行業(yè)的成熟和市場需求標準的提高，激光雕刻機的激光內雕技術必然由無色向彩色工藝發(fā)展。八、 金屬加工機械制造業(yè)打標激光打標具有打標精度高，速度快，打標清晰，可在硬、軟、脆產(chǎn)品的平面、弧面和飛行物上打印各種文字、符號、圖案的特點。激光打標兼容了激光切割、雕刻的各種優(yōu)點，可在金屬及有機聚合物薄片上精密加工，加工尺寸小的復雜圖案。打印標記具有永不磨損的防偽性能，可專門制作布標、皮標、金屬標、打印圖案復雜精細的各種司徽和ＬＯＧＯ，是品牌服裝服飾物加工的最佳選擇。激光熱處理激光熱處理是利用高功率密度的激光束對金屬進行表面處理的方法，它可以對材料實現(xiàn)相變硬化（或稱做表面淬火、表面非晶化、表面重熔粹火）、表面合金化等表面改性處理，產(chǎn)生用其它表面淬火達不到的表面成分、組織、性能的改變。 激光熱處理的顯著特點是：具有高速加熱，高速冷卻，獲得的組織細密、硬度高、耐磨性能好；淬火部位可獲得大于400kgf/mm2的殘余壓應力，有助于提高疲勞性能；還可以進行局部選擇性淬火，通過對多光斑尺寸的控制，更適合其它熱處理方法無法勝任的管孔、深溝、微區(qū)、夾角和刀具刃口等局部區(qū)域的硬化；激光可以遠距離傳送，可以實現(xiàn)一臺激光器多工作臺同時使用，采用計算機編程實現(xiàn)對激光熱處理工藝過程的控制和管理，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。激光熱處理在汽車行業(yè)應用極為廣泛，在許多汽車關鍵件上，如:缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、排氣閥、閥座、搖臂、鋁活塞環(huán)槽等幾乎都可以采用激光熱處理。可以毫不夸張的說，激光熱處理幾乎可以解決金屬表面熱處理的所有問題，只是工藝要不斷的摸索、探討、實驗。激光熱處理中心可以完成這些工作，并以最快的速度發(fā)展其應用。例如，在不斷發(fā)展的汽車、拖拉機修理行業(yè)中，激光熱處理已經(jīng)取得非常好的應用效果。 金屬材料的激光切割 雖然幾乎所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率。%10%，但是，當具有功率密度超過106w/cm2的聚焦激光束照射到金屬表面時，卻能在微秒級的時間內很快使表面開始熔化。處于熔融態(tài)的大多數(shù)金屬的吸收率急劇上升，一般可提高60%80%。 （1）碳鋼 現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)可以切割碳鋼板的最大厚度可達20MM，利用氧化熔化切割機制切割碳鋼的切縫可控制在滿意的寬度范圍。 （2）不銹鋼 激光切割對利用不銹鋼薄板作為主構件的制造業(yè)來說是個有效的加工工具。在嚴格控制激光切割過程中的熱輸入措施下，可以限制切邊熱影響區(qū)變得很小，從而很有效的保持此類材料的良好耐腐蝕性。 （3）合金鋼 大多數(shù)合金結構鋼和合金工具鋼都能用激光切割方法獲得良好的切邊質量。即使是一些高強度材料，只要工藝參數(shù)控制得當，可獲得平直、無粘渣切邊。不過，對于含鎢的高速工具鋼和熱模鋼，激光切割時會有熔蝕和粘渣現(xiàn)象發(fā)生。 （4）鋁及合金鋁切割屬于熔化切割機制，所用輔助氣體主要用于從切割區(qū)吹走熔融產(chǎn)物，通?？色@得較好的切面質量。對某些鋁合金來說，要注意預防切縫表面晶間微裂縫產(chǎn)生。 （5）銅及合金 純銅（紫銅）由于太高的反射率，基本上不能用CO2激光束切割。黃銅（銅合金）使用較高激光功率，輔助氣體采用空氣或氧，可以對較薄的板材進行切割。 （6）鈦及合金 純鈦能很好耦合聚焦激光束轉化的熱能，輔助氣體采用氧時化學反應激烈，切割速度較快，但易在切邊生成氧化層，不小心還會引起過燒。為穩(wěn)妥起見，采用空氣作為輔助氣體比較好，以確保切割質量。 飛機制造業(yè)常用的鈦合金激光切割質量較好，雖然切縫底部會有少許粘渣，但很容易清除。 （7）鎳合金鎳基合金也稱超級合金，品種很多。其中大多數(shù)都可實施氧化熔化切割。鋁型材防偽＋防串貨技術 針對目前鋁型材行業(yè)假冒偽造、經(jīng)銷商間互相竄貨嚴重的問題，可開發(fā)了激光打標在鋁型材行業(yè)的應用技術?？梢栽阡X材上打印上永久性的公司標識、生產(chǎn)編號、貨品編號等技術參數(shù)。且由于是在氧化（電泳、噴漆）工序前做，極大的增加了假冒偽造技術難度。從而可以很好的保護著名品牌不受侵犯，以最小的投入獲得最大的經(jīng)濟效益。該技術已經(jīng)在全國很多地方實際應用，假冒偽造問題得到極大遏制。經(jīng)濟效益明顯。電子、IC、電氣行業(yè)由于激光加工屬于非接觸性加工方式，所以不產(chǎn)生機械擠壓或機械應力，因此特別符合電子行業(yè)的加工要求，例如在各種芯片表面進行信息標記，由于激光聚焦光束極細，即使芯片或元器件非常小，激光也可以在其表面打出清晰的標記，無論在激光標識、激光切割、激光焊接、調值等多領域均有廣泛的應用。電子電器行業(yè)應用激光打標技術的主要領域有：電子元器件、二級管、三極管、電容器、電阻器、繼電器、變壓器、電感器、連接器、傳感器、分配器、IC、開關、手機電池、紐扣電池、內存條。應用激光焊接的主要領域有：變壓器、電感器、連接器、端子、光纖連接器、傳感器、變壓器、開關、手機電池、微電子元件、集成電路引線等。其他可以運用激光技術的領域還包括激光調阻（如手提電話、尋呼機、筆記本電腦等電器的薄膜或厚膜電阻等電阻的自動精密調節(jié)）、激光剝線（手機、筆記本電腦、攝錄機、數(shù)碼相機、電子字典等微電子行業(yè)產(chǎn)品的內部排線屏蔽線）等等。 第四章 全球中小功率激光加工設備行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 第一節(jié) 全球中小功率激光加工設備行業(yè)發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢一、 全球激光加工設備行業(yè)發(fā)展歷程與趨勢發(fā)展歷程激光是二十世紀與原子能、半導體及計算機齊名的四項重大發(fā)明之一。1958 年，美國物理學家肖洛、湯斯發(fā)表了關于激光原理的著名論文。1960 年，梅曼用紅寶石制成第一臺可見光的激光器。同年世界第一臺氦氖激光器制成。1962年世界第一臺半導體激光器制成。由于具有很好的單色性、相干性、方向性和高能量密度，自 1958 年發(fā)現(xiàn)以來，激光得到了迅速的發(fā)展和廣泛應用，引起了科學技術的重大變化。激光已經(jīng)成為先進制造技術和升級改造傳統(tǒng)工業(yè)的重要手段，激光加工系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術相結合可構成高效自動化加工設備，已成為企業(yè)實行適時生產(chǎn)的關鍵設備，為優(yōu)質、高效和低成本的加工生產(chǎn)提供了新的手段，因此激光加工設備制造行業(yè)是激光產(chǎn)業(yè)中最有發(fā)展前途的行業(yè)之一。 近年來，隨著激光技術的日新月異，全球激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)《工業(yè)激光解決方案》(ILS)統(tǒng)計，從2001年到2008年的復合增長率達到13%。美國、日本、德國、英國等國家激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展代表了世界激光產(chǎn)業(yè)最高發(fā)展水平，它們在制造業(yè)，如汽車、電子、航空、航天、生物醫(yī)學等領域已基本完成了傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代，步入“光加工”時代。 發(fā)展特點 （1）發(fā)達國家實力強大激光加工設備是集多種高技術于一體的高科技產(chǎn)品，幾乎存在于所有工業(yè)部門，體現(xiàn)著一個國家的生產(chǎn)加工能力、裝備水平和競爭能力，因此激光加工設備制造行業(yè)是當今各個國家最為關注和發(fā)展最為迅速的行業(yè)之一。為了在全球競爭中占據(jù)世界信息技術的制高點 ，各國紛紛加緊實施激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃，如美國的“激光核聚變計劃 ”、德國的“激光行動計劃”、英國的“阿維爾計劃”、日本的“激光研究五年計劃 ”，上述計劃有效推動了全球激光產(chǎn)業(yè)進人高速發(fā)展階段 。（2）產(chǎn)業(yè)的競爭焦點是研發(fā)核心技術各國積極出臺相關政策，建立國家級激光工程中心，廣泛開展激光工程應用研究。德國建立了9個國家級激光中心，在光州建立激光工程研究所，成為全球七大激光研究所之一。國際知名公司也都將先進的激光技術作為研發(fā)的重點，并投入巨大資金，力求在技術上掌握全球競爭的主動權。德國通快公司每年投入約7000萬美元的研究經(jīng)費，建立了全球最為先進的激光工藝試驗中心，開發(fā)的C02激光器最高功率已達20000W。德國IPG公司開發(fā)了目前全球最為先進的光纖激光器制造技術，技術應用廣泛滲透到重金屬切割、銅焊、熔覆以及焊接等核心領域。（3）應用范圍越來越廣發(fā)達國家在汽車、飛機、微電子、鋼鐵等行業(yè)已開始大規(guī)模地應用激光加工技術，激光在這些領域的應用達到激光設備銷售額的60％以上。美國是最早將高功率激光器引入汽車工業(yè)的國家，在激光醫(yī)療及激光檢測方面也占世界首位，德國在激光材料加工設備方面走在世界前列。激光在工業(yè)生產(chǎn)中的應用還包括：大規(guī)模集成電路的光刻技術，印刷電路板打孔技術，鐘表零件制造與首飾加工等領域。西門子公司在一條流水線上就采用400多臺激光設備。 發(fā)展趨勢（1）發(fā)展中國家特別是中國激光加工設備行業(yè)增長迅速激光在商業(yè)的使用雖然起源于美國，后來歐洲與日本相繼崛起，隨著20世紀80年代經(jīng)濟全球化的發(fā)展，越來越多的發(fā)展中國家發(fā)現(xiàn)商用激光潛在的巨大需求，紛紛重視對激光行業(yè)的研發(fā)投入，發(fā)展激光產(chǎn)業(yè)。以中國為例，根據(jù)《Ramp。D》和《IEEESpectrum》雜志報告，%，其中中國增長了24%，%的增長幅度。中國已經(jīng)成為全球研發(fā)投入第三大國，僅僅次于美國和歐洲。（2）激光產(chǎn)業(yè)界并購盛行，各公司力爭成為行業(yè)巨頭德國著名的通快公司（Trumpf）通過兼并、重組，現(xiàn)有7家從事激光產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)，其中包括知名的哈斯公司（Haas）。美國相干公司（Coherent）在2001年初將醫(yī)療激光集團出售給以色列ESC/Sharplan公司后，購買了幾家從事工業(yè)激光產(chǎn)品制造的公司，專著于工業(yè)激光領域的技術研究和產(chǎn)品開發(fā)。而ESC/Sharplan與Coherent合并組成的Lumenis公司，其在世界醫(yī)療激光領域中的“龍頭”地位無人能撼。這些大型企業(yè)的形成，一方面推動了激光應用技術與產(chǎn)業(yè)走向新的發(fā)展階段，另一方面也表明這些廠商正在謀求對激光技術前沿的壟斷。（3）激光技術與眾多新興學科結合激光技術與其它學科的融合以及應用領域范圍的不斷擴大，如利用激光對出土文物進行清洗與保護，利用水柱導光實現(xiàn)硅片的精密切割，利用激光檢測水果甜度和果肉軟硬程度，實現(xiàn)非金屬材料焊接，以及激光美容技術等。二、 全球中小功率激光加工設備行業(yè)發(fā)展歷程與趨勢發(fā)展歷程激光加工設備按照激光輸出功率分類，可分為大功率激光加工設備和中小功率激光加工設備。從發(fā)射功率來看，激光器的發(fā)展是由小功率激光器向中功率激光器、大功率激光器發(fā)展，而激光器的體積卻越來越小。大功率激光加工設備主要運用于石油礦產(chǎn)、航天航空、汽車制造等金屬加工行業(yè)，由于其毛利較大，國內外著名激光公司的產(chǎn)品主要集中在該市場。中小功率激光加工設備市場由于單臺設備毛利較低，發(fā)展起步較晚，2001年左右之后才開始起步并迅速發(fā)展，每年增長率超過30%，中小功率激光加工設備可對柔性材料、固性材料、技術材料進行打標、切割、雕刻、焊接。 從中小功率激光器的發(fā)展歷程來看，主要經(jīng)歷兩個階段：80年代以前，激光器的發(fā)展受技術和激光發(fā)射介質的影響，逐漸開始應用于一些行業(yè)，但應用范圍不廣。80年代末期直至現(xiàn)在，激光器越來越普及，中小功率激光加工設備廣泛的應用于紡織服裝、