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激光加工

  激光加工是激光系统的常用应用。

  激光加工原理:

  激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度,靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小,可加工各种材料。用激光束对材料进行各种加工,如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。

  激光加工特点:

  从全球激光加工产品的应用领域来看,材料激光加工行业仍是其主要的应用市场,占比为35.2%。

  与传统加工技术相比,激光加工技术具有材料浪费少、在规模化生产中成本效应明显、对加工对象具有很强的适应性等优势特点。

  激光加工优势:

  激光加工属于无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。激光加工柔性大,主要用于切割、表面处理、焊接、打标和打孔等。激光表面处理包括激光相变硬化、激光熔敷、激光表面合金化和激光表面熔凝等。

  激光加工技术主要有以下独特的优点:

  ①使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益。

  ②可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工;在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工。

  ③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。

  ④可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。

  ⑤激光束易于导向、聚焦实现作各方向变换,极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工,因此它是一种极为灵活的加工方法。

  ⑥无接触加工,对工件无直接冲击,因此无机械变形,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。

  ⑦激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有或影响极小,因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。

  ⑧激光束的发散角可<1毫弧,光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至10kW量级,因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工。激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合,实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度。

  激光加工技术已在众多领域得到广泛应用,随着激光加工技术、设备、工艺研究的不断深进,将具有更广阔的应用远景。由于加工过程中输入工件的热量小,所以热影响区和热变形小;加工效率高,易于实现自动化。

  激光加工发展现状:

  自20世纪90年代末,中国激光加工设备的工艺技术和制造水平有了重大突破,关键光学器件实现国产化,数控技术也有了大幅提高,加上通过引进吸收海外先进技术,中国造尖端激光加工设备在质量、功能、稳定性等方面与国际知名品牌的差距已逐渐缩小。

  调查统计结果显示,中国已有200余家激光加工相关企业,主要分布在湖北、北京、江苏、上海和广东(含深圳、珠海特区)等经济发达省市,这些地区的年销售额约占全国激光产品市场总额的90%。随着激光加工设备行业竞争的不断加剧,大型企业间并购整合与资本动作日趋频繁,国内优秀的激光加工设备企业越来越重视对行业市场的研究。

  近十年来,随着工业激光加工应用市场在不断扩大,激光加工领域也不断开拓,由传统的钟表、电池、衣扣等轻工行业向机械制造业、汽车制造业、航空、动力和能源以及医学和牙科仪器设备制造业等应用领域拓展,将有效拉动激光加工设备的需求。

  2011年,全球激光加工设备销售额获得了强劲的两位数增长。激光加工设备行业的发展对促进科学技术的发展和进步、推动对传统工业改造升级和加速国防技术的现代化发挥了积极的作用。

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