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激光加工工艺技术汇集,赶紧收藏!

 0 来源:模切之家 2019-03-11

激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工。


激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,已成为企业实行适时生产的关键技术,为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。


热加工和冷加工均可应用在金属和非金属材料,进行切割,打孔,刻槽,标记等。热加工金属材料进行焊接,表面处理,生产合金,切割均极有利。


冷加工则对光化学沉积,激光快速成形技术,激光刻蚀,掺染和氧化都很合适。 


激光快速成形


用激光制造模型时用的材料是液态光敏树脂,它在吸收了紫外波段的激光能量后便发生凝固,变化成固体材料。把要制造的模型编成程序,输入到计算机。


激光器输出来的激光束由计算机控制光路系统,使它在模型材料上扫描刻划,在激光束所到之处,原先是液态的材料凝固起来。


激光束在计算机的指挥下作完扫描刻划,将光敏聚合材料逐层固化,精确堆积成样件,造出模型。


所以,用这个办法制造模型, 速度快,造出来的模型又精致。该技术已在航空航天、电子、汽车等工业领域得到广泛应用。 



激光切割


激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。


脉冲激光适用于金属材料,连续激光适用于非金属材料,后者是激光切割技术的重要应用领域。


但激光在工业领域中的应用是有局限和缺点的,比如用激光来切割食物和胶合板就不成功,食物被切开的同时也被灼烧了,而切割胶合板在经济上还远不合化算。 


激光焊接


激光束照射在材料上,会把它加热至融熔,使对接在一起的组件接合在一起,即是焊接。


激光焊接,用比切割金属时功率较小的激光束,使材料熔化而不使其气化,在冷却后成为一块连续的固体结构。


激光焊接技术具有溶池净化效应,能纯净焊缝金属,适用于相同和不同金属材料间的焊接。


由于激光能量密度高,对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。


因为用激光焊接是不需要任何焊料的,所以排除了焊接组件受污染的可能;其次, 激光束可被光学系统聚成直径很细的光束,换言之,激光可以作成非常精细的焊枪,做精密焊接工作;还有激光焊接与组件不会直接接触,亦即这是非接触式的焊接,因而材料质地脆弱也不打紧,还可以对远离我们身边的组件作焊接,也可以把放置在真空室内的组件焊接起来。


因为激光焊接有这些特点,所以它在微电子工业中尤其受欢迎。 



激光雕刻


用激光雕刻刀作雕刻,比用普通雕刻刀更方便,更迅速。


用普通雕刻刀在坚硬的材料上,比如在花冈巖、钢板上作雕刻,或者是在一些比较柔软的材料,比如皮革上作雕刻, 就比较吃力, 刻一幅图案要花比较长的时间。


如果使用激光雕刻则不同,因为它是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种雕刻方法。


它根本就没有和材料接触,材料硬或者柔软,并不妨碍雕刻的速度。


所以激光雕刻技术是激光加工最大的应用领域之一。 


用这种雕刻刀作雕刻不管在坚硬的材料,或者是在柔软的材料上雕刻,刻划的速度一样。


倘若与计算机相配合,控制激光束移动,雕刻工作还可以自动化。把要雕刻的图案放在光电扫描仪上,扫描仪输出的讯号经过计算机处理后,用来控制激光束的动作,就可以自动地在木板上,玻璃上,皮革上按照我们的图样雕刻出来。


同时,聚焦起来的激光束很细,相当于非常灵巧的雕刻刀,雕刻的线条细,图案上的细节也能够给雕刻出来。


激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,这对产品的防伪有特殊的意义。激光雕刻是近年巳发展至可实现亚微米雕刻,已广泛用于微电子工业和生物工程。 


激光打孔


在组件上开个小孔是件很常见的事。但是,如果要求在坚硬的材料上,例如在硬质合金上打大量0.1毫米到几微米直径的小孔。


普通的机械加工工具恐怕是不容易办到,即使能够做到,加工成本也会很高。 


激光有很好的同调性,用光学系统可以把它聚焦成直径很微少的光点(小于一微米),这相当于用来鉆孔的微型鉆头。其次,激光的亮度很高,在聚焦的焦点上的激光能量密度(平均每平方米面积上的能量)会很高,普通一台激光器输出的激光,产生的能量就可以高达109 焦耳/厘米2,足以让材料熔化并气化,在材料上留下一个小孔,就像是鉆头鉆出来的。


但是,激光鉆出的孔是圆锥形的,而不是机械鉆孔的圆柱形,这在有些地方是很不方便的。 


激光蚀刻


激光蚀刻技术比传统的化学蚀刻技术工艺简单、可大幅度降低生产成本,可加工0.125~1微米宽的线,非常适合于超大规模集成电路的制造。


激光加工系统的三个部份组成 

 激光加工系统主要包括激光器,光路系统及加工机三个部份。 



激光器


激光器是整个激光加工系统的中心,主要作用是制造出激光。激光器的种类很多,但其产生激光的原理基本相同。大多由激励系统、激光物质和光学谐振腔三部分组成。激励系统就是产生光能、电能或化学能的装置。


目前使用的激励手段,主要有光照射、通电或化学反应等。激光物质是能够产生激光的物质,如红宝石、铍玻璃、氖气、二氧化碳、半导体、有机染料等。光学谐振控的作用,是用来加强输出激光的亮度,调节和选定激光的波长和方向等。 


光路系统


激光器输出的激光束需经光路系统传输和处理,以满足不同的加工要求.光路系统包括光束直线传输信道,光束的折射部分、聚焦或散射系统.直线传输信道主要是镜的反射和光纤传输。


现时采用光纤传输主要是紫外波至近红外波范围内的光波,这种传输方式既方便又安全。


但大部分光路系统还是采用镜的反射,这方法在传输高能量的激光时,必需遮蔽激光,否则会造成危险。 


某些激光加工过程,(如激光切割,激光焊接,激光打孔,切削等)要求将激光束聚焦,以得到高的功率密度;而另一些激光加工过程(如热处理,涂敷,合金制成等)则要求在一特定形状的光班内有均匀的能量分布,以得到大而均匀的加工面。


在小功率系统中多采用透镜作聚焦或散射之用,但在高功率系统中,则多用金属反射,折射系统,以免产生热透镜效应。有些激光加工过程采用光束移动的加工方法,要使激光束能受控地移动,光路系统中还要加入机械传动部分。 


加工机


加工机是承载加工件并使加工件与激光束作相对运动而进行加工的机器,加工精度在很大程度上取决于加工机的精度和激光束运动时可调节的精度。


光束运动的调节和加工机的运动轨迹都是靠数控系统来控制的。加工机需有良好的数控系统和可靠的检测、反馈系统,才可生产出精确的产品。


加工机的形式很多,甚至可以配合其它技术,如配机械人技术,制造出激光加工机械人;或配合五轴机床,制造出五轴激光加工机。大大提高激光加工的可能性。


投稿联系人:莫小姐 136-8628-7350

投稿邮箱:874898085@qq.com





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