激光制造

2024-09-17

  制造技术在现代工业生产中得到了广泛的应用,具有精度高、效率高、灵活性强等优点,已成为现代的能量来撞击某些晶体或原子易受激发的物质时,这些物质的电子会达到受激发的高能量状态。当这些电子要回复到平静的低能量状态时,原子就会射出,以放出多余的能量。这些被放出的光子又会撞击其它原子,激发更多的原子产生光子,引发一连串的“连锁反应”,并且都朝同一个方向前进,形成强烈而且集中朝向某个方向的光,即激光。

  激光制造技术在多个领域都有应用,包括材料加工、测量控制、医疗、科研、信息和军事等。例如,在汽车制造领域,激光技术被用于车身厚薄板、零件等的焊接和切割;在医疗领域,激光技术可用于治疗和诊断等多种用途。

激光制造(图1)

  随着激光技术的不断发展,激光制造的应用领域也在不断扩展。现在,激光制造技术已经与多个学科相结合,形成了多个应用技术领域,如光电技术、激光医疗与光子生物学、激光检测与计量技术等。这些技术的发展,不仅推动了激光制造技术的进步,也促进了传统产业和新兴产业的发展。

  总之,激光制造技术是一种高效、精确、灵活的加工和制造技术,对于推动现代制造业的发展具有重要意义。

  激光制造技术可以分为两大类:激光常规制造和激光增材制造。这两类技术各有其独特的特点和应用领域。

  激光常规制造主要利用激光的高亮度和方向性好的特点,通过聚焦激光束照射到被加工材料上的指定部位,使材料发生气化、熔化、金相组织以及内部应力变化等现象,从而实现工件材料的去除、连接、改性和分离等不同的加工目的。其主要工艺方法包括激光表面工程(如激光表面处理、激光淬火、激光喷涂等)、激光焊接、激光切割等。

  激光增材制造则是一种以激光为能量源的增材制造技术,通过逐层累加材料来构建三维物体。根据成形原理,激光增材制造可以分为激光选区熔化和激光金属直接成形两大类。激光选区熔化技术利用高能量的激光光束熔化粉末材料,逐层累加形成三维物体。

  加工精度高:激光束可以聚焦到很小的光斑,实现微米级的加工精度,适用于精密加工。

  加工效率高:激光加工为非接触加工,加工速度快,热影响区小,容易实现加工过程的自动化。

  加工材料广泛:激光加工可以应用于多种材料,包括金属、非金属、塑料、陶瓷等。

  加工方式多样:根据激光与材料的相互作用方式,激光加工可分为切割、打孔、焊接、雕刻、表面改性等。

  自动化程度高:激光加工可以与自动化设备相结合,实现自动化生产线,提高生产效率。

  此外,激光加工还具有高积聚性、高温度性、无噪声以及加工部位的精确性等特点,对非加工部位的影响较小。这些特点使得激光制造技术在多个领域都有广泛的应用,如汽车制造、航空航天、医疗器械、电子产品等。

  以上是对激光制造的分类及特点的简要概述。随着激光技术的不断发展,激光制造技术的应用领域将会更加广泛,为现代制造业的发展带来更多的机遇和挑战。

  激光制造技术持续发展,尤其在材料加工、精密制造和自动化生产等领域取得了显著进步。

  材料加工:激光切割、激光焊接和激光打孔等技术广泛应用于金属、非金属、塑料等多种材料的加工中,实现了高精度、高效率的加工效果。

  精密制造:激光微纳加工技术能够实现微米甚至纳米级别的加工精度,为微机电系统(MEMS)、光学元件等领域的制造提供了重要支持。

  自动化生产:激光加工设备逐渐实现自动化、智能化控制,提高了生产效率和加工质量。

  市场规模扩大:据《2023-2028年中国激光设备制造行业发展分析与投资前景预测报告》显示,激光设备制造行业继续保持增长态势,主流应用场景如家用、工程、商务、教育等领域继续高歌猛进,收获了显著的同比增长。

  技术突破:在激光显示领域,国产激光显示品牌在光源设计、光机模组、整机设计等关键技术方面做到了全球领先,并在激光器、成像芯片、镜头、抗光屏幕等核心部件的研发方面取得较快进展。

  应用扩展:激光显示在网红餐饮、户外露营、智慧文博等新兴场景实现了2倍以上的规模增长,表明激光制造技术正在不断扩大其应用领域。

  通过改善光腔结构、增强光的聚焦效果和提高输出功率等方面的优化技术,激光器的性能得到了显著的提升。这些技术不仅提高了激光加工的效率和质量,也促进了激光制造技术的整体发展。

  需要注意的是,星空体育登录激光制造技术的发展是一个持续的过程,随着科技的不断进步和市场需求的不断变化,未来还将有更多的发展成果涌现。

  激光制造技术领域是一个广泛且不断发展的领域,涵盖了多种技术和应用。以下是对激光制造技术领域的主要分类和应用的详细阐述:

  激光制造技术根据加工原理和方式的不同,可以大致分为激光常规制造和激光增材制造两大类。

  激光焊接:通过激光束局部加热工件表面,使其熔化并与另一工件连接在一起,实现精密焊接。

  激光打标:利用激光束在物体表面进行打标、刻划或标识,添加文字、图案、条形码等信息。

  激光雕刻:在材料表面进行局部加热,使其蒸发或氧化,从而在材料表面刻划图案或文字。

  激光表面处理:包括激光淬火、激光退火、激光喷涂、激光蒸气沉积等技术,用于改善材料表面的力学性能和物理性能。

  激光选区熔化(SLM):利用高能激光束按照预定的扫描路径,扫描预先铺覆好的金属粉末并将其完全熔化,冷却凝固后形成工件。

  激光金属直接成形(LMD):类似于SLM,但可能在某些工艺细节上有所不同,同样用于金属零件的增材制造。

  激光制造技术凭借其高精度、高速度、无接触性等优点,在工业制造、医疗、科研、通信等多个领域得到了广泛应用。

  激光通信:利用激光束进行高速、长距离的信息传输,具有抗干扰能力强、传输速率高等优点。

  激光测量与检测:如激光雷达、激光测距仪等,在工业自动化、机器人导航等领域得到应用。

  随着科技的进步和工业的发展,激光制造技术正朝着更高精度、更高效率、更环保的方向发展。同时,随着高功率激光器技术的不断突破和成本的降低,激光制造技术的应用领域将进一步拓展,为更多行业带来革命性的变化。

  综上所述,激光制造技术领域是一个充满活力和创新精神的领域,其广泛应用和不断发展将为人类社会的进步和繁荣做出重要贡献。