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常见的激光精密加工应用

激光加工技术按照加工材料的尺寸大小和加工的精度要求为三个层次:以中厚板为主的大型件材料激光加工技术,加工精度一般在毫米或者亚毫米级;以薄板为主的精密激光加工技术,其加工精度一般在十微米级;以厚度在100μm以下的各种薄膜为主的激光微细加工技术,其加工精度一般在十微米以下甚至亚微米级。今天我们主要介绍精密激光加工。

激光精密加工可分为四类应用,分别是精密切割、精密焊接、精密打孔和表面处理。在目前的技术发展与市场环境之下,激光切割、焊接的应用更为普及,3C电子、新能源电池则是当前应用最多的领域。

1、激光精密切割

激光精密切割是利用脉冲激光束聚焦在加工物体表面,形成一个个高能量密度光斑,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。其加工特点是速度快,切口光滑平整,一般无需后续加工;切割热影响区小,板材变形小:加工精度高,重复性好,不损伤材料表面。

2、激光精密切割

激光精密切割是利用脉冲激光束聚焦在加工物体表面,形成一个个高能量密度光斑,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。其加工特点是速度快,切口光滑平整,一般无需后续加工;切割热影响区小,板材变形小:加工精度高,重复性好,不损伤材料表面。

3、激光精密打孔

激光精密打孔是将光斑直径缩小到微米级,从而获得高的激光功率密度,几乎可以在任何材料实行激光打孔。其特点是可以在硬度高、质地脆或者软的材料上打孔,孔径小、加工速度快、效率高。

4、激光表面处理

激光表面处理是利用高功率密度的激光束对金属进行表面处理,可以对金属实现相变硬化、表面非晶化、表面合金化或使表层材料汽化或发生颜色变化化学反应,从而改变金属材料的表面特性。其特点是无需使用外加材料,仅改变被处理材料表面层的组织结构,被处理件变形极小,适合于表面标记和高精度零件处理。

激光表面处理可根据是否改变基材成分分为两类。不改变基材成分的应用有激光淬火(相变硬化)、激光清洗、激光冲击硬化和激光极化等,改变基材成分的则包括激光熔覆、激光电镀、激光合金化和激光气相沉积等应用。

行业现状

在激光精密加工技术领域,全球有多家厂商参与竞争,并提供各种不同类型的设备,其中大部分集中在德国、亚洲和美国三个地区。随着市场竞争环境日趋激烈,中国的设备厂商以国际一流的技术竞争力和更低成本的解决方案进入市场,大大推动了激光技术市场化的进程。

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