激光加工技術的發展
摘要：因為激光的加工技術的優點是生產的效率極高、加工的質量極好、適用的范圍很廣等，所以越來愈多的人希望在很多的領域中使用激光加工技術。本文介紹其相關的理論，重點論述其發展和應用。
關鍵詞：激光加工技術 相關理論 發展 應用
一、前言
近年來重大的發明之一是激光技術。隨著社會經濟的快速發展，把激光器當成基礎的激光加工的技術得到了快速發展。目前其正在被廣泛應用在生產、通訊、醫療、軍事及科研等多種領域。并且在這些領域都取得了非常好的經濟與社會的效益，是我國未來經濟的發展的關鍵。
二、激光加工技術相關理論
筆者認為，了解與應用激光加工技術需要對其相關理論深入的研究。以下筆者從其原理和特點來介紹激光加工技術。
(一)原理
激光加工能夠獲得極高的能量密度與極高的溫度是因為采用的光學系統能夠讓激光聚焦成為一個非常小的光斑，在這樣的高溫下，每種堅硬的材料都會被瞬間熔化與氣化，然后熔化物被氣化而產生的蒸汽壓力推動，以很高的速度噴射出來，從而實現了對工件加工的特種加工方法。
(二)特點
激光加工的技術對于加工工具與特殊環境沒有要求，不會造成工具的磨損，易于使用自動控制來進行連續加工，且加工效率極高;同時激光的強度極高，聚焦后差不多能夠熔化和氣化全部的材料，所以能夠加工所有硬度的金屬與非金屬的材料;加上激光加工是屬于非接觸的加工，及加工速度非常的快，工件沒有受力與受熱而產生變形;其還能聚焦成為極小的光斑(微米級)，能夠調節輸出的功率，所以可進行精密且細微的加工。這些均是激光加工優點。但由于其設備的投資比較大，及操作和維護技術要求比較高;且在精微加工的時候，重復的精度與表面的粗糙度難以保證等。這些缺點盡管在一定的程度上縮小了其應用規模，也限制了其發展，但是由于進一步的研究，越來越成熟的技術，激光加工技術有著非常廣闊的發展前景。
三、激光加工技術的發展及應用
近年來，由于激光加工技術的快速發展，其被應用于許多的領域。以下是筆者從激光器與激光加工技術領域來介紹激光加工技術的發展，同時介紹目前激光加工技術的具體應用。
(一)激光加工技術的發展
了解激光加工技術的發展，就要研究激光器以及其應用的領域的變化。只有這樣才能從根本上了解其發展。
迅速發展的激光器。我國研制出的第一臺激光器是在1961年。通過幾十年的努力，我國的激光器技術快速的發展起來了，從固體的激光器到氣體的激光器，再到如今光纖的激光器、半導體的激光器與飛秒的激光器。光纖的激光器與傳統激光器來比較，其優勢是功率輸出大，光束的質量較好，轉換的效率較高，良好的柔性傳輸等。其在使用激光加工技術加工材料中有著極大的吸引力。現在應用于使用激光來打標、切割以及焊接。而飛秒的激光器則能夠使超精微的加工可以實現。其在高技術的領域如微電子、光子學等應用的前景極寬廣。同時半導體的激光器正在被直接用在焊接、熱處理等方面。總之激光器的迅速發展導致了激光加工技術的快速發展。
廣泛的應用領域。激光加工是在機械加工、力加工、火焰加工與電加工之后新產生的一種的加工技術，是借助激光束和物質相互作用的特性，對材料進行切割、焊接、表面處理、打孔以及微加工的綜合性技術。激光焊接廣泛應用在汽車的零件、密封的器件等多種要求焊接無污染與無變形的器件。激光切割主要應用在汽車的行業、航天的工業等領域。而激光打孔則應用在汽車的制造、化工等產業。廣泛的應用領域也使得激光加工技術快速發展。
(二)激光加工技術的應用
激光加工技術在我國的許多領域里占據著重要的位置，以下是筆者簡單的介紹一些具體的應用，如打孔、切割以及焊接等。
(1)激光來打孔的應用。激光打孔借助了激光的功率密度極高的特性，使得加工的材料瞬間被熔化與氣化，熔化的物質被蒸汽巨大的壓力推出來，形成了孔洞。激光打孔正在被廣泛應用在鐘表與儀表有關工件的加工。其應用的領域廣泛，包括衣服與鞋子的制作、工藝品與禮品的制作、機械設備與零件的制作等。
(2)激光切割的應用。激光切割則利用了激光束，由于其能夠聚焦而形成極高的功率密度光斑，因此能夠將材料迅速加溫到氣化室的溫度，形成了小孔洞后，再借助光束和材料的相對運動，從而產生細小以及連續的切縫，達到了切割的目的。激光切割被廣泛用來切割非金屬材料。此外，激光切割也應用在服裝行業如對皮革和布料的切割。
(3)激光焊接的應用。激光焊接把符合功率密度要求的激光束照射到需要焊接的材料表面，將其局部的溫度升高到熔點，使得材料的結合部位熔化為液體，然后進行冷卻凝固，從而使得兩種材料熔接在一起，達到了焊接的目的。激光焊接被廣泛應用于航天行業、船舶制造業等各種領域。尤其是珠寶首飾業利用激光焊接的技術改變了人們首飾設計的傳統思維。利用激光焊接能夠制作具有特殊結構的首飾。此外，激光焊接還廣泛應用在鋼鐵行業。
四、結語
激光加工技術是一種21世紀發展迅速的新技術，各國的政府與工業部門都要積極的發展視激光器與激光加工技術的設備。隨著激光加工技術應用市場的日益擴大與國際競爭新格局的產生，我國的激光加工技術一定有巨大的發展，具有極其廣闊的市場前景，而且在社會經濟與工業的發展中起到非常重要的作用。
參考文獻：
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