作為(wei) 20世紀科學技術發展的主要標誌和現代信息社會(hui) 光電子技術的支柱之一,激光技術和產(chan) 業(ye) 的發展受到世界先進國家的高度重視。
激光加工是國外激光應用中最大的項目,也是對傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 改造的重要手段,主要是kW級到10kW級CO2激光器和百瓦到千瓦級YAG激光器實現對各種材料的切割、焊接、打孔、刻劃和熱處理等。
激光加工應用領域中,CO2激光器以切割和焊接應用最廣,分別占到70%和20%,表麵處理則不到10%。而YAG激光器的應用是以焊接、標記(50%)和切割(15%)為(wei) 主。在美國和歐洲CO2激光器占到了70~80%。我國激光加工中以切割為(wei) 主的占10%,其中98%以上的CO2激光器,功率在1.5kW~2kW範圍內(nei) ,而以熱處理為(wei) 主的約占15%,大多數是進行激光處理汽車發動機的汽缸套。這項技術的經濟性和社會(hui) 效益都很高,故有很大的市場前景。
在汽車工業(ye) 中,激光加工技術充分發揮了其先進、快速、靈活地加工特點。如在汽車樣機和小批量生產(chan) 中大量使用三維激光切割機,不僅(jin) 節省了樣板及工裝設備,還大大縮短了生產(chan) 準備周期;激光束在高硬度材料和複雜而彎曲的表麵打小孔,速度快而不產(chan) 生破損;激光焊接在汽車工業(ye) 中已成為(wei) 標準工藝,日本Toyota已將激光用於(yu) 車身麵板的焊接,將不同厚度和不同表麵塗敷的金屬板焊接在一起,然後再進行衝(chong) 壓。雖然激光熱處理在國外不如焊接和切割普遍,但在汽車工業(ye) 中仍應用廣泛,如缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零部件的熱處理。在工業(ye) 發達國家,激光加工技術和計算機數控技術及柔性製造技術相結合,派生出激光快速成形技術。該項技術不僅(jin) 可以快速製造模型,而且還可以直接由金屬粉末熔融,製造出金屬模具。
目前激光加工技術研究開發的重點可歸納為(wei) :
新一代工業(ye) 激光器研究,目前處在技術上的更新時期,其標誌是二極管泵浦全固態激光器的發展及應用;精細激光加工,在激光加工應用統計中微細加工1996年隻占6%,1997年翻了一倍達12%,1998年已增加到19%;加工係統智能化,係統集成不僅(jin) 是加工本身,而是帶有實時檢測、反饋處理,隨著專(zhuan) 家係統的建立,加工係統智能化已成為(wei) 必然的發展趨勢。
激光技術在我國經過30多年的發展,取得了上千項科技成果,許多已用於(yu) 生產(chan) 實踐,激光加工設備產(chan) 量平均每年以20%的速度增長,為(wei) 傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 的技術改造、提高產(chan) 品質量解決(jue) 了許多問題,如激光毛化纖技術正在寶鋼、本鋼等大型鋼廠推廣,將改變我國汽車覆蓋件的鋼板完全依賴進口的狀態,激光標記機與(yu) 激光焊接機的質量、功能、價(jia) 格符合國內(nei) 目前市場的需求,市場占有率達90%以上。
存在的主要問題:科研成果轉化為(wei) 商品的能力差,許多有市場前景的成果停留在實驗室的樣機階段;激光加工係統的核心部件激光器的品種少、技術落後、可靠性差。國外不僅(jin) 二級管泵浦的全固態激光器已用於(yu) 生產(chan) 過程中,而且二級管激光器也被應用,而我國二極管泵浦的全固態激光器還處在剛開始研究開發階段。對加工技術的研究少,尤其對精細加工技術的研究更為(wei) 薄弱,對紫外波激光進行加工的研究進行的極少。激光加工設備的可靠性、安全性、可維修性、配套性較差,難以滿足工業(ye) 生產(chan) 的需要。
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