激光切割機(jī)是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn),同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)將工件割開。
激光切割屬于熱切割方法之一。 從原理上說,激光能適應(yīng)任何材料的加工制造,尤其在一些有特殊精度和要求、特別場(chǎng)合和特種材料的加工制造方面起著無可替代的作用。本文綜合評(píng)述了激光切割機(jī)的發(fā)展以及激光切割機(jī)在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的地位。在分析國外研究動(dòng)向的基礎(chǔ)上,指出激光切割機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將重點(diǎn)定位在微結(jié)構(gòu)、微刻蝕、微工具以及多功能性微技術(shù)、微工程的研究與開發(fā)上??梢灶A(yù)測(cè),三維微納尺度的激光微制造技術(shù)必將成為新世紀(jì)的主流制造技術(shù)。
自第一臺(tái)激光器問世以來,激光的研究及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展。其高相干性在高精密測(cè)量、物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、信息存儲(chǔ)及通信等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。激光的高單色性,可在光化學(xué)領(lǐng)域?qū)σ恍┫嗑嗪芙哪芗?jí)作選擇激發(fā),進(jìn)行重金屬的同位素分離;激光的高方向性和高亮度可廣泛應(yīng)用于加工制造業(yè)(大到航天器、飛機(jī)、汽車工業(yè),小到微電子、信息、生物細(xì)胞分離等微技術(shù))。隨著激光器件、新型受激輻射光源,以及相應(yīng)工藝的不斷革新與優(yōu)化,尤其是近20年來,激光切割機(jī)已滲入到諸多高新技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),并開始取代或改造某些傳統(tǒng)的加工行業(yè)。 激光切割包含兩方面的內(nèi)容,一是制造激光光源的技術(shù),二是利用激光作為工具的制造技術(shù)。前者為制造業(yè)提供性能優(yōu)良、穩(wěn)定可靠的激光器以及加工系統(tǒng),后者利用前者進(jìn)行各種加工和制造,為激光系統(tǒng)的不斷發(fā)展提供廣闊的應(yīng)用空間。兩者是激光切割不可或缺的環(huán)節(jié),不可偏廢。青島激光切割機(jī)具有許多傳統(tǒng)制造技術(shù)所沒有的優(yōu)勢(shì),是一種符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的綠色制造技術(shù)。例如,材料浪費(fèi)少,在大規(guī)模生產(chǎn)中制造成本低;根據(jù)生產(chǎn)流程進(jìn)行編程控制(自動(dòng)化),在大規(guī)模制造中生產(chǎn)效率高;可接近或達(dá)到“冷”加工狀態(tài),實(shí)現(xiàn)常規(guī)技術(shù)不能執(zhí)行的高精密制造;對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng),且不受電磁干擾,對(duì)制造工具和生產(chǎn)環(huán)境的要求低;噪聲低,不產(chǎn)生任何有害的射線與殘剩,生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的污染小等等。因此,為適應(yīng)21世紀(jì)高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、滿足宏觀與微觀制造的需要,研究和開發(fā)高性能光源勢(shì)在必行。目前正在積極研制超紫外、超短脈沖、超大功率、高光束質(zhì)量等特征的激光,尤其是能適應(yīng)微制造技術(shù)要求的激光光源更是倍受關(guān)注,并已形成國際性競(jìng)爭(zhēng)??梢灶A(yù)言,激光制造技術(shù)必將以其無可替代的優(yōu)勢(shì)成為21世紀(jì)迅速普及的高新技術(shù)。