单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,激光技术及应用,(激光应用技术),L,82316906-812,激光技术及应用,1,2,电磁霹雳,光电对抗,新华网,激光制导,进攻清化大桥,光电对抗,烟幕,保卫安富发电厂,伪装,南联盟军队妙招迭出,干扰红外导弹,“,萨姆,7,”,及对其干扰的较量,发展,被激光制导炸弹炸毁的清化桥,2电磁霹雳光电对抗 新华网 激光制导 进攻清化大,2,3,第四章 激光加工技术,激光加工原理及特点,激光切割技术,激光打标技术,激光雕刻技术,激光焊接技术,激光快速成型技术,激光清洗,3第四章 激光加工技术激光加工原理及特点,3,4,第一节 激光加工原理及特点,激光特点,高强度、高方向性、高单色性、高相干性。,激光可以在极小的立体角、极短的时间内作用到工件上，形成极高的温度。经光学系统聚焦，可以在被照射材料表面上形成微米量级的极小光斑，获得高达,10,8,10,10,W/cm,2,甚至更高的功率密度，而较先进的电子束加工法的电子束功率密度一般在,10,6,10,8,W/cm,2,。,因此激光在打孔、焊接、切割、雕刻、热处理等各种加工中得到广泛应用。,4第一节 激光加工原理及特点激光特点高强度、高方向性、,4,5,从激光加工技术的原理上分析，都是利用激光的高功率密度，与被加工材料相互作用，去除、焊接或改变材料的性能。,对于打孔、切割、打标等需把熔化和汽化的材料排除，因此要求能量密度高，作用时间短；,激光焊接、热处理等是非去除加工，故要求能量密度低，作用时间稍长。,材料加热温度的高低主要取决于激光输出的功率密度和作用时间，调节这两个参数可实现不同的加工要求。,5从激光加工技术的原理上分析，都是利用激光的高功率密度，与被,5,6,激光加工的主要特点：,可加工几乎所有材料，尤其是以往加工方法不能加工的材料和工件，如钟表宝石轴承、金刚石模具等。特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。,属于非接触加工、加工速度快、生产效率高、无噪声。,热变性和加工变形小。可进行普通加工难以做到的非常精细的微加工。,6激光加工的主要特点：,6,7,便于和机器人、计算机、数控机床、自动检测等技术和设备结合，可实现各种灵活的加工和自动化加工。,与电子束加工相比，可在大气中进行，不必在真空中进行，不受电磁干扰，设备相对简单，使用方便，性能良好。,可一机多用。,可加工玻璃、有机玻璃等透明体；还可透过透明体表面、在工件内部进行加工。,7便于和机器人、计算机、数控机床、自动检测等技术和设备结合，,7,8,激光加工用激光器,Nd:YAG,激光器,二氧化碳激光器,准分子激光器,大功率半导体激光器,光纤激光器,飞秒脉冲激光器,8激光加工用激光器,8,9,第二节 激光切割技术,激光切割是利用激光束聚焦形成的高功率密度光斑，将材料加速加热至汽化温度，蒸发形成小孔洞后，再使光束与材料相对移动，从而获得窄的连续切缝。,例：,艺术剪纸的激光切割,激光服装裁剪机,皮衣皮件的激光切割,9第二节 激光切割技术激光切割是利用激光束聚焦形成的高功率,9,10,第三节 激光打标技术,激光打标技术是目前激光技工领域应用最广泛、最成熟的一项技术。,激光打标对工件没有热影响，不会引起变形；,与机械冲击打标相比，激光打标对零件没有作用力、无机械接触。,在计算机控制下可打出各种图形、文字和符号。,打标速度快、精度高；,可在多种不同材料上打标。,10第三节 激光打标技术激光打标技术是目前激光技工领域应用最,10,11,11,11,12,第四节 激光雕刻技术,雕刻木材制品,雕刻工艺陶瓷,雕刻皮革,切割、打标和雕刻界限不明显,12第四节 激光雕刻技术雕刻木材制品,12,13,激光刻花、切割、打孔机,北京华普莱特机电设备有限公司,该机是用于各种非金属材质雕刻、切割和打孔的激光加工设备，集光学、机械、电子、自动化控制、计算机控制、软件等多种高新技术为一体。激光切割时与工件无接触，不会划伤其表面，切缝窄、切口光滑，是手工和机械所无法超越的精确度非常高的雕刻。其工作效率高、光束质量好、能量大，既能连续输出又能脉冲输出。适用于广告装璜、包装纸业、塑料面板、服装皮革、建筑模型、工艺品加工、竹木制品等行业。,13激光刻花、切割、打孔机北京华普莱特机电设备有限公司,13,14,14,14,15,15,15,16,激光蚀刻了的食物,16激光蚀刻了的食物,16,17,激光内雕技术,将脉冲强激光在透明体内部聚焦，产生微米量级大小的汽化微裂纹，通过计算机控制微裂纹在玻璃体内的空间位置，使这些微裂纹三维排列而构成立体图像。,17激光内雕技术将脉冲强激光在透明体内部聚焦，产生微米量,17,18,第五节 激光焊接技术,对于具有共熔性的同种或异种金属，在激光的照射下，由于吸收光能，使局部温度迅速升高，在功率密度适当时，局部被照射部分的金属达到熔点，但不发生汽化，待熔化金属冷却凝固后，两部分材料就焊接在一起。,无接触加工,没有外力作用,不产生热变性或很小,可焊接难熔金属,没有污染,焊点、焊缝整齐美观,焊缝机械强度往往高于母材机械强度,18第五节 激光焊接技术对于具有共熔性的同种或异种金属，在激,18,19,19,19,20,第六节 激光快速成型技术,光敏树脂法（立体印刷成型）,以光敏树脂为原料，采用计算机控制下的紫外激光束以原型各分层截面轮廓为轨迹逐点扫描，使被扫描区内的树脂薄层产生光聚合反应后固化，从而形成制件的一个薄层截面。当一层固化完毕，向上（或下）移动工作台，在刚固化的树脂表面布放一层新的液态树脂以便进行循环扫描、固化。新固化的一层牢固地粘结在前一层上，如此重复制出整个原型。,20第六节 激光快速成型技术光敏树脂法（立体印刷成型）以,20,21,21,21,22,双光子聚合,2001,年日本,Kawata S,和,Sun H B,利用双光子加工技术以逐点曝光的扫描方式在负性光刻胶,SCR500,中制作出,10m,长、,7m,高的公牛三维图形。,树脂,激光焦点,物镜,飞秒激光束,22双光子聚合树脂激光焦点物镜飞秒激光束,22,23,澳大利亚,Straub M,小组采用商业聚硅氧烷加工出悉尼歌剧院模型。,“,清华,”,字体电镜侧视图,2001,年匈牙利,Galajda P,小组制作的相互啮合的传动齿轮组。主动齿轮在光镊的驱动下以,10rad/s,的速度转动，并带动与之啮合的齿轮旋转。整个齿轮组一次成型。显示了双光子成型技术结合光驱动技术在,MEMS,中的应用前景。,23澳大利亚Straub M小组采用商业聚硅氧烷加工出悉尼歌,23,24,第七节 激光清洗,激光清洗是一种激光表面处理技术。它是利用高能激光束照射工件表面，使表面污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除对象表面附着物或表面涂层，从而达到清洁材料表面的工艺过程。,应用：,轮胎模具激光清洗,硅片清洗,艺术品清洗,激光脱漆,24第七节 激光清洗激光清洗是一种激光表面处理技术。它是利用,24,25,特点：,属于干洗，不需其他有机溶剂，无废液排放、无污染、无噪声；,可有效清洗其他方法难以去除干净、吸附在物体表面的亚微米粒子；,易于实现远距离遥控清洗；,可控性好，柔性高，易于实现选区定位、实时的精密清洗；,热影响区小，对周边材料没有热损伤；,不需要真空，可在大气中进行。,需专用设备，投资高；,清洗效率较低。,25特点：,25,