激光技术及应用课件.ppt

1、激光技术及应用(激光应用技术)L82316906-8122电磁霹雳电磁霹雳光电对抗光电对抗 新华网 v激光制导 进攻清化大桥 v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v发展 被激光制导炸弹炸毁的清化桥3第四章 激光加工技术v激光加工原理及特点v激光切割技术v激光打标技术v激光雕刻技术v激光焊接技术v激光快速成型技术v激光清洗4第一节 激光加工原理及特点v激光特点高强度、高方向性、高单色性、高相干性。v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1

2、081010W/cm2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106108W/cm2。v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。5v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。v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。6v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

3、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。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。8v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9第二节 激光切割技术v

4、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。v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10第三节 激光打标技术v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。v激光打标对工件没有热影响，不会引起变形；v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。v在计算机控制下可打出各种图形、文字和符号。v打标速度快、精度高；v可在多种不同材料上打标。1112第四节 激光雕刻技术v雕刻木材制品v雕刻工艺陶瓷v雕刻皮革 切割、打标和雕刻界限不明显13v激光刻花、切割、打孔机激光刻

5、花、切割、打孔机北京华普莱特机电设备有限公北京华普莱特机电设备有限公司司 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。141516v激光蚀刻了的食物 17v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

6、这些微裂纹三维排列而构成立体图像。18第五节 激光焊接技术v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1920第六节 激光快速成型技术v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

7、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。2122v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。 树脂树脂激光焦点激光焦点物镜物镜飞秒激光束飞秒激光束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

8、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。 24第七节 激光清洗v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。v应用：轮胎模具激光清洗硅片清洗艺术品清洗激光脱漆25v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。