激光精密加工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
激光由于其優(yōu)良的光束特性,自誕生以來(lái),就在工業(yè)加工領(lǐng)域起著非常重要的作用,并且不斷地深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,以其獨(dú)特的優(yōu)越性,成為未來(lái)制造業(yè)的重要加工手段,被譽(yù)為 21世紀(jì)的加工技術(shù)。
激光精密加工是利用高強(qiáng)度的激光束,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后,激光束的功率密度達(dá)到104~1011W/cm2,加工工件置于激光束焦點(diǎn)附近,通過(guò)激光束與加工工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工工件的熱加工,加工精度一般在幾微米到數(shù)十微米。
激光束可以聚焦到很小的尺寸,所以特別適合于精密加工。激光精密加工所用激光器為各種脈沖或調(diào)Q固體激光器,半導(dǎo)體激光器,脈沖Nd?YAG激光器以及最近幾年開(kāi)始不斷推廣的光纖激光器和紫外激光器等。各種脈沖激光器的聚焦光斑很小,功率密度很大,工件加熱范圍小,加工精度和定位精度高而且熱影響區(qū)小。與一般的機(jī)械加工相比較,激光精密加工具有許多優(yōu)點(diǎn):
(1)加工的對(duì)象范圍廣,幾乎所有的金屬材料和非金屬材料如鋼材、耐熱合金、陶瓷、寶石、玻璃、硬質(zhì)合金及復(fù)合材料都可以加工。
(2)加工精度高,在一般情況下均優(yōu)于其他傳統(tǒng)的加工方法,如電火花加工、電子束加工等。
(3)屬于非接觸加工,無(wú)工具磨損,熱影響區(qū)和變形很小,因而能加工十分微小的零部件。而且激光束能量可控制,移動(dòng)速度可調(diào)。
(4)自動(dòng)化程度高,可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,加工速度快,工效高,可很方便地進(jìn)行任何復(fù)雜形狀的加工。
(5)大部分激光器可與光導(dǎo)纖維系統(tǒng)組合使用,具有革新性的纖維傳送系統(tǒng)與激光器結(jié)合大大增加了激光加工系統(tǒng)的方便性與靈活性,這種組合系統(tǒng)對(duì)于工業(yè)上的多工作臺(tái)同時(shí)加工及機(jī)器人或機(jī)械手操縱非常理想。
綜上所述,激光精密加工技術(shù)具有許多傳統(tǒng)加工方法不可比擬的優(yōu)越性,其應(yīng)用前景非常廣闊。