激光作为上世纪发明的新光源,它具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点,已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、文化教育以及科研等方面。激光精密加工作为激光系统常用的应用,主要技术包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔、微加工及光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。激光精密加工设备就是利用激光加工技术改造传统制造业的关键技术设备之一,主要产品则包括各类激光打标机、焊接机、切割机、划片机、雕刻机、热处理机、三维成型机以及毛化机等。这类产品已经或正在进入各工业领域。可在光学镜片表面进行精密刻蚀,制造衍射光学元件。佛山微槽激光精密加工

激光精密切割的一个典型应用就是切割印刷电路板PCB中表面安装用模板(SMTstencil)。传统的SMT模板加工方法是化学刻蚀法,其致命的缺点就是加工的极限尺寸不得小于板厚,并且化学刻蚀法工序繁杂、加工周期长、腐蚀介质污染环境。采用激光加工,不仅可以克服这些缺点,而且能够对成品模板进行再加工,特别是加工精度及缝隙密度明显优于前者,制作费也由早期的远高于化学刻蚀到略低于前者。但由于用于激光加工的整套设备技术含量高,售价亦很高。成都气膜孔激光精密加工采用激光熔覆技术,在零部件表面制备纳米级强化涂层。

激光功率密度大,工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化,即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工;激光头与工件不接触,不存在加工工具磨损问题;工件不受应力,不易污染;可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工;激光束的发散角可小于1毫弧,光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级,因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工;激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合,实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度;
精确细致:激光束可以聚焦到很小的尺寸,因而特别适合于精密加工。激光精密加工质量的影响因素少,加工精度高,在一般情况下均优于其它传统的加工方法。高速快捷:从加工周期来看,电火花加工的工具电极精度要求高、损耗大,加工周期较长;电解加工的加工型腔、型面的阴极模设计工作量大,制造周期亦很长;光化学加工工序复杂;而激光精密加工操作简单,切缝宽度方便调控,可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割、加工速度快,加工周期比其它方法均要短。安全可靠:激光精密加工属于非接触加工,不会对材料造成机械挤压或机械应力;相对于电火花加工、等离子弧加工,其热影响区和变形很小,因而能加工十分微小的零部件。利用激光诱导击穿光谱技术,实现材料表面成分的微区分析与加工。

加工技术:激光束可以聚焦到很小的尺寸,因而特别适合于精密加工。按照加工材料的尺寸大小和加工的精度要求,将激光加工技术分为三个层次:(1)大型件材料激光加工技术,以厚板(数毫米至几十毫米)为主要对象,其加工精度一般在毫米或者亚毫米级;(2)精密激光加工技术,以薄板(0.1~1.0mm)为主要加工对象,其加工精度一般在十微米级;(3)激光微细加工技术,针对厚度在100μm以下的各种薄膜为主要加工对象,其加工精度一般在十微米以下甚至亚微米级。在机械行业中,精密通常是指表面粗糙度小、各种公差(包括位置、形状、尺寸等)范围小。这里所说的“精密”,是指被加工区域的缝隙小,就是说加工所能达到的极限尺寸小。在上述三类激光加工中,大型件的激光加工技术已经日趋成熟,产业化的程度已经非常高;激光微细加工技术如激光微调、激光精密刻蚀、激光直写技术等也已在工业上得到了较为普遍的应用。利用激光微纳加工技术,制备超材料和光子晶体结构。昆明钻孔激光精密加工
采用双光子聚合技术,实现三维微纳结构的高精度立体加工。佛山微槽激光精密加工
割时,一股与光束同轴气流由切割头喷出,将熔化或气化的材料由切口的底部吹出(注:如果吹出的气体和被切割材料产生热效反应,则此反应将提供切割所需的附加能源;气流还有冷却已切割面,减少热影响区和保证聚焦镜不受污染的作用)。与传统的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割质量(切口宽度窄、热影响区小、切口光洁)、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状)、宽泛的材料适应性等优点。激光焊接技术激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。佛山微槽激光精密加工
有效、稳定、可靠、廉价的激光器是精密加工推广应用的前提,激光精密加工的发展趋势之一就是加工系统小型化。近年来,二极管泵浦激光器发展十分迅速,它具有转换效率高、工作稳定性好、光束质量好、体积小等一系列优点,很有可能成为下一代激光精密加工的主要激光器。加工系统集成化是激光精密加工发展的又一重要趋势。将各种材料的激光精密加工工艺系统化、完善化;开发用户界面友好、适合激光精密加工的专门用的控制软件,并且辅之以相应的工艺数据库;将控制、工艺和激光器相结合,实现光、机、电、材料加工一体化,是激光精密加工发展的必然趋势品质优越,源于激光加工的精湛技艺。金华冷却激光精密加工近年来,二极管泵浦激光器发展十分迅速...