(一)激光快速成型
激光快速成型技術是激光技術與(yu) 計算機技術相結合的一項高新製造技術，主要功能是將三維數據快速轉化成實體(ti) ，具有很大效益。其基本原理是先在計算機中生成產(chan) 品的CAD三維實體(ti) 模型，再將它“切成”規定厚度的片層數據(變換成一係列二維圖形數據)，用激光切割或燒結辦法將材料進行選區逐層疊加，最終形成實體(ti) 模型。成型原理如圖2所示。

逐層疊加有以下幾種方法：

1.液相樹脂固化法(SL)。材質是光敏樹脂，紫外波段激光作平麵選區掃描照射，使樹脂按指定區域固化(懸空部分需設支撐)。機床作下沉運動，使已成型部分浸沒於(yu) 液麵之下。這種方法的優(you) 點是零件表麵光滑，變形小;缺點是強度低，樹脂價(jia) 高且保存期短。

2.選區燒結法(SLS)。材質有石蠟、塑料、尼龍、陶瓷、包覆金屬和裸金屬等，均為(wei) 粉末狀態。用50～100W的CO 2 激光器作燒結工具，激光束作二維選區掃描，使粉末“燒結”成型。機床須具備送粉、鋪粉、刮平及預熱等功能。這種方法價(jia) 格便宜，精度較高(±0.1mm)，可直接代替木模製砂型。金屬零件的快速製造，金屬粉末燒結的關(guan) 鍵是防氧化和熱傳(chuan) 導，一種方法是在金屬粉末外塗覆粘合劑，用激光選區照射，粘合劑熱溶粘接成型後，將零件由粉末中取出，再往縫隙中灌注金屬最後製成零件。另一種新研究的方法是用無塗覆的金屬粉末直接燒結製造零件，如用銅、鎳或鋁粉，顆粒度在22.5～90μ m間用600W的YAG激光燒結。采用這種方法加工的零件材質會(hui) 出現空隙，為(wei) 改善空隙，也有采用選區激光直接噴塗疊加成型，原材料為(wei) 粉狀Inconel625，用3kW射頻激勵的CO 2 激光作光源。

3.疊層粘接法(LOM)。材質是紙，經背麵塗粘接劑等處理。選用25～50W的 CO 2 激光平麵切割機構，機床完成紙帶的送進鋪平及滾壓(粘接)等功能。成型零件尺寸較大，強度較高，但精度較低，腔形零件腔內(nei) 排廢紙難，零件抗潮性差。為(wei) 此，采用後置表麵塗覆環氧加鋁粉處理，可大大提高紙質的耐溫、耐潮濕變形和強度等性能。

快速成型零件還有幾種不用激光作工具的方法，如三維打印(FDM)法，固基光敏液相掩模造模造型(SGC)法以及電弧或噴塗添加法等。

上述諸多快速成型法為(wei) 零件由設計到生產(chan) 提供了經濟、準確、快速的工藝路線。

(二)激光成形與(yu) 校形
激光成型和校形是通過激光對材料局部加熱產(chan) 生的熱應力，使板材零件發生形變的加工方法。根據對局部的均勻和不均勻的加熱和冷卻方式，可加工不同形狀的零件(如圖3所示)。

該加工方法十分經濟，通過選擇不同的激光參數，如波長、作用時間、功率等可加工所有材料，適合於(yu) 許多領域，特別是微電子工業(ye) 。

(三)微細加工
在電子、儀(yi) 表、航空航天工業(ye) 中，激光加工可以高效率高質量地完成微細小孔、劃片微調、切割、焊接以及標記等加工，其中尤以準分子激光的應用最為(wei) 廣泛。由於(yu) 材料對紫外波吸收率高，準分子激光脈寬窄，因而有極高的功率密度。準分子激光除作常規的鑽、切、劃加工外，還可用掩模法直接在工件上生成圖案。激光輻照的地方，材料被光化學的消融作用而除去，無論鑽孔、切割或刻劃，都是直壁尖角，沒有熱影響區。加工尺寸小，可達亞(ya) 微米量級，精度取決(jue) 於(yu) 掩模，效率取決(jue) 於(yu) 激光的功率。 掩模法又有工件表麵直接掩模和掩模投影兩(liang) 種，如圖4所示。近期在微細加工領域開發激光清洗和激光作為(wei) 夾持工具(鑷子)的研究。激光清洗是指去除超淨超光滑表麵汙染微粒，其原理是激光能量被微粒或表麵或人為(wei) 的清洗介質(如水)吸收後產(chan) 生爆炸性汽化時，把微粒從(cong) 表麵上除去。該法可有效地用於(yu) 半導體(ti) 器件、激光陀螺的研製中。激光鑷子主要用於(yu) 有機材料的 微粒搬運和固定，其原理是微米量級的有機微粒在激光的束腰處，要受一對極子力(當微粒1μ m時)或折射力(當微粒＞1μ m時)的作用，這些力都是把微粒拉向激光的束腰(光最強處)中心處，因此，可借移動或固定激光束來夾持微粒。

(四)納米材料的製備
納米材料被稱為(wei) 21世紀新材料的基礎，所謂納米材料是指材料的顆粒直徑在1～100nm之間的材料。當材料顆粒達到這個(ge) 量值時，由於(yu) 表麵效應、小尺寸效應和量子效應，導致材料特性發生變化，如反射率和熔點下降，硬度增高等。應用激光技術可製備納米材料。準分子激光對材料有很強的消融作用，如鋁材在強激光照射下，表麵出現等離子體(ti) 雲(yun) ，注入氧氣或氮氣，便可生成Al 203或AlN的微粒，直徑在3～7nm範圍，每小時可產(chan) 生十餘(yu) 毫克。

(五)激光複合加工
不同的激光複合或激光和其它能源共同對材料的複合加工，目前大多用於(yu) 材料表麵改性處理。日本新製鐵公司用CO[_2]激光束和離子束，利用物理氣相沉積技術(LPVD)製備超硬薄膜。圖5是該裝置的示意圖。用LPVD先製得非晶態氮化硼，再用0.5～2.0kV輻照氮離子，則可生成超硬的立方氮化硼薄膜。兩(liang) 種激光複合加工也可取得特殊效果，如CO+KrF激光切割。可提高工效30%以上，用CO 2 激光切割木製商標模或雕刻木質、塑料等非金屬裝飾品，切口變黑。據日本刊物報道稱，用準分子激光後續處理，還會(hui) 恢複材料本色。同樣，如用準分子激光或其他調整Q激光作精修工具，可大大提高激光加工的價(jia) 值，因此激光複合加工是很有發展前途的加工方法。