国外激光加工技术的应用

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国外激光加工技术的应用

       目前已成熟的激光加工技术包括：激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光去重平衡技术、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术。

      激光快速成形技术集成了激光技术、 CAD/CAM 技术和材料技术的最新成果，根据零件的 CAD 模型，用激光束将光敏聚合材料逐层固化，精确堆积成样件，不需要模具和刀具即可快速精确地制造形状复杂的零件，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。

激光焊接能量密度高，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。

激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已成为现代制造领域的关键技术之一。

       激光切割技术可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。

       激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽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打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米量到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。准分子激光打标是近年来发展起来的一项新技术，特别适用于金属打标，可实现亚微米打标，已广泛用于微电子工业和生物工程。激光去重平衡技术是用激光去掉高速旋转部件上不平衡的过重部分，使惯性轴与旋转轴重合，以达到动平衡的过程。激光去重平衡技术具有测量和去重两大功能，可同时进行不平衡的测 量和校正，效率大大提高，在陀螺制造领域有广阔的应用前景。对于高精度转子，激光动平衡可成倍提高平衡精度，其质量偏心值的平衡精度可达 1% 或千分之几微米。

        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。

        激光微调技术可对指定电阻进行自动精密微调，精度可达 0.01% ～ 0.002% ，比传统加工方法的精度和效率高、成本低。激光微调包括薄膜电阻 (0.01 ～ 0.6 微米厚 ) 与厚膜电阻 (20 ～ 50 微米厚 ) 的微调、电容的微调和混合集成电路的微调。

        激光存储技术是利用激光来记录视频、音频、文字资料及计算机信息的一种技术，是信息化时代的支撑技术之一。

        激光划线技术是生产集成电路的关键技术，其划线细、精度高 ( 线宽为 15 ～ 25 微米，槽深为 5 ～ 200 微米 ) ，加工速度快 ( 可达 200 毫米 / 秒 ) ，成品率可达 99.5% 以上。

        激光清洗技术的采用可大大减少加工器件的微粒污染，提高精密器件的成品率。

激光热、表处理技术包括：激光相变硬化技术、激光包覆技术、激光表面合金化技术、激光退火技术、激光冲击硬化技术、激光强化电镀技术、激光上釉技术，这些技术对改变材料的机械性能、耐热性和耐腐蚀性等有重要作用。

激光相变硬化 ( 即激光淬火 ) 是激光热处理中研究最早、最多、进展最快、应用最广的一种新工艺 , 适用于大多数材料和不同形状零件的不同部位 , 可提高零件的耐磨性和疲劳强度 , 国外一些工业部门将该技术作为保证产品质量的手段。

        激光包覆技术是在工业中获得广泛应用的激光表面改性技术之一 , 具有很好的经济性 , 可大大提高产品的抗腐蚀性。

        激光表面合金化技术是材料表面局部改性处理的新方法 , 是未来应用潜力最大的表面改性技术之一 , 适用于航空、航天、兵器、核工业、汽车制造业中需要改善耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的零件。

激光退火技术是半导体加工的一种新工艺 , 效果比常规热退火好得多。激光退火后 , 杂质的替位率可达到 98% ～ 99%, 可使多晶硅的电阻率降到普通加热退火的 1/2 ～ 1/3, 还可大大提高集成电路的集成度 , 使电路元件间的间隔缩小到 0.5 微米。

        激光冲击硬化技术能改善金属材料的机械性能 , 可阻止裂纹的产生和扩展 , 提高钢、铝、钛等合金的强度和硬度 , 改善其抗疲劳性能。

        激光强化电镀技术可提高金属的沉积速度 , 速度比无激光照射快 1000 倍 , 对微型开关、精密仪器零件、微电子器件和大规模集成电路的生产和修补具有重大义意。使用改技术可使电度层的牢固度提高昂 100 ～ 1000 倍。

激光上釉技术对于材料改性很有发展前途 , 其成本低 , 容易控制和复制 , 有利于发展新材料。激光上釉结合火焰喷涂、等离子喷涂、离子沉积等技术 , 在控制组织、提高表面耐磨、耐腐蚀性能方面有着广阔的应用前景。电子材料、电磁材料和其它电气材料经激光上釉后用于测量仪表极为理想。

(摘自飞达光学网)

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