激光快速成型:
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 。
随着激光产业的飞速发展 , 相关的激光技术与激光产品也日趋成熟 。在激光切割机领域 , 目前呈现出YAG固体激光切割机、CO2激光切割机双足鼎力 , 光纤激光切割机后来居上的局势 。
YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点 , 但能量效率低一般<3% , 目前产品的输出功率大多在600W以下 , 由于输出能量小 , 主要用于打孔和点焊及薄板的切割 。它的绿色的激光束可在脉冲或连续波的情况下应用 , 具有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效 , 也可用于切削、焊接和光刻等 。YAG固体激光切割机激光器的波长不易被非金属吸收 , 故不能切割非金属材料 , 且YAG固体激光切割机需要解决的是提高电源的稳定性和寿命 , 即要研制大容量、长寿命的光泵激励光源 , 如采用半导体光泵可使能量效率大幅度地增长 。
CO2激光切割机 , 可以稳定切割20mm以内的碳钢 , 10mm以内的不锈钢 , 8mm以下的铝合金 。CO2激光器的波长为10.6um , 比较容易被非金属吸收 , 可以高质量地切割木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料 , 但是CO2激光的光电转化率只有10%左右 。CO2激光切割机在光束出口处装有喷吹氧气、压缩空气或惰性气体N2的喷嘴 , 用以提高切割速度和切口的平整光洁 。为了提高电源的稳定性和寿命 , 对于CO2气体激光要解决大功率激光器的放电稳定性 。根据国际安全标准 , 激光危害等级分4级 , CO2激光属于危害最小的一级 。
光纤激光切割机由于它可以通过光纤传输 , 柔性化程度空前提高 , 故障点少 , 维护方便 , 速度奇快 , 所以在切割4mm以内薄板时光纤切割机有着很大的优势 , ;但是受固体激光波长的影响它在切割厚板时质量较差 。光纤激光器激光切割机的波长为1.06um , 不易被非金属吸收 , 故不能切割非金属材料 。光纤激光的光电转化率高达25%以上 , 在电费消耗、配套冷却系统等方面光纤激光的优势相当明显 。根据国际安全标准 , 激光危害等级分4级 , 光纤激光由于波长短对人体由于是眼睛的伤害大 , 属于危害最大的一级 , 出于安全考虑 , 光纤激光加工需要全封闭的环境 。光纤激光切割机作为一种新兴的激光技术 , 普及程度远远不如CO2激光切割机 。
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;
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