激光加工技术存在的问题及未来发展展望
- 格式:doc
- 大小:19.00 KB
- 文档页数:5
激光加工技术的研究进展与应用前景激光加工技术是一种高新技术,具有高精度、高速度、高效率等优点,在制造、材料加工、医疗等领域有着广泛的应用前景。
本文将从激光加工技术的研究进展及其应用前景方面进行探讨。
一、激光加工技术的研究进展自从激光加工技术出现以来,其快速发展已有50多年的历史。
激光加工技术的研究重点包括激光加工光学系统、激光加工控制系统、激光加工数控技术等内容。
激光加工光学系统包括激光器、光纤、反射镜、平台等组件。
随着激光技术的不断发展,激光器的功率越来越高,光纤的传输损失也越来越小,反射镜和平台的准确度也得到了极大地提高,从而使得激光加工的高精度和高效率得到保证。
激光加工控制系统是激光加工技术中的关键环节,它涉及到激光加工过程中的位置控制、速度控制、功率控制等方面。
在这个领域,计算机的应用以及软硬件的提高,为激光加工技术的精度和效率提供了坚实的支撑。
激光加工数控技术是指数字化控制技术在激光加工领域的应用。
数控技术使得激光加工技术变得更加智能化,为精密加工提供了良好的手段。
目前,数控技术已广泛应用于激光加工领域,成为激光加工的主要手段之一。
二、激光加工技术的应用前景1. 制造领域在制造领域,激光加工技术可以用于各种各样的精密加工,如微细孔加工、激光切割、激光打标、激光焊接等处理过程。
激光加工技术可以实现高精度、高效率的加工,使得制造业实现了从传统的手工制造向智能化、数字化等方向的转型,从而在产品品质、生产效率等方面实现了质的飞跃。
2. 材料加工领域在材料加工领域,激光加工技术可以进行复杂的材料加工,如激光精密切割、激光打孔等。
激光加工技术对材料的切割、打孔等操作可以达到无损伤效果,避免了机械切割方式中可能产生的热变形、剪切毛刺等问题,同时也可以使材料加工速度快速的提高,从而为材料加工领域的进一步发展提供了重要的技术支撑。
3. 医疗领域在医疗领域,激光加工技术也得到了广泛的应用。
如激光治疗、激光切割等。
激光加工技术的应用及未来发展趋势激光加工技术是目前应用最广泛的高精度、高效率加工技术之一,在诸多领域发挥着重要的作用。
本文将从激光加工技术的应用、现状及未来发展趋势等方面展开分析讨论。
一、激光加工技术的应用激光加工技术的应用范围非常广泛,主要涵盖以下几个方面:1. 材料切割。
激光切割技术被广泛应用于金属、非金属材料的加工中,如通过对金属板材进行激光切割,可以高效地完成各种金属零件的制作。
2. 焊接。
激光焊接技术被广泛应用于汽车、机械、电子、航空等诸多领域,可以完成各种材料的高精度焊接,提高了产品的质量和生产效率。
3. 雕刻。
激光雕刻技术是目前应用最广泛的激光加工技术之一,被广泛应用于玉石、皮革、木材、彩金等材料的加工。
4. 理疗医疗。
激光技术在医疗领域应用的最为广泛的领域是激光治疗、激光手术、激光检测等。
二、激光加工技术的现状当前,激光加工技术已经成为了高精度、高效率的加工方法之一。
随着工业加工需求的不断增长,激光加工技术的应用范围也在不断扩大,其应用领域和发展方向也更加多样化。
目前,激光加工技术在中国的应用也非常广泛,尤其在汽车、航空、机械、电子、建筑等领域,激光加工技术的应用已经成为一种趋势。
虽然激光加工技术已经有了广泛的应用,但目前激光加工技术面临的问题也不容忽视。
例如,激光加工过程中的废气处理和粉尘处理问题、激光加工机器的成本昂贵等问题。
三、激光加工技术的未来发展趋势随着科技的不断进步,激光加工技术的应用前景也越来越广阔。
未来,激光加工技术的应用领域还将不断拓展,同时优化激光加工设备也将成为厂家竞争的重点。
未来激光加工技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 优化设备、成本更低。
未来的激光加工机将更加高效、便捷,操作起来更加人性化。
同时,通过技术革新和成本的降低,未来激光加工设备的成本会不断被压缩,这对于提高激光加工技术的普及和应用来说非常重要。
2. 更加精细化和智能化。
未来激光加工技术将更加智能化,加工精度将得到更大的提高。
激光加工技术存在的问题及未来发展展望一、国外激光加工技术及发展动态以德国、美国、日本、俄罗斯为代表的少数发达国家,目前主导和控制着全球激光技术和产业的发展方向。
其中,德国Trumpf、Rofin-Sinar公司在高功率工业激光器上称雄天下;美国IPG公司的光纤激光器引领世界激光产业发展方向。
欧美主要国家在大型制造产业,如机械、汽车、航空、造船、电子等行业中,基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代,进入“光加工”时代。
经过几十年的发展,激光技术开辟了广阔的应用天地,应用领域涵盖通信、材料加工、准分子光刻及数据存储等9个主要类别。
根据国外统计资料表明,2013年全世界总的激光销售超过1000亿元。
其中全球激光器市场销售额较2013年增长6.0%,达到93.34亿美元。
美国市场借助出口方面的出色表现有所增长;欧洲凭借德国的出口增长仅维持收支平衡;亚洲市场,东盟国家的增长抵消了中国的经济放缓以及日本的零增长。
二、国内激光产业发展现状1.国内激光产业整体格局国内激光企业主要分布在湖北、北京、江苏、上海及深圳等地,已基本形成以上述省市为主体的华中、环渤海、长三角、珠三角四大激光产业基地,其中有一定规模的企业约300家。
2014年我国激光产业链产值约为800亿元。
主要包括:激光加工装备产业达到350亿元(其中,用于切割、打标和焊接的高功率激光设备占据了67%的市场份额);激光加工在重工业、电子工业、轻工业、军用、医疗等行业的应用达到450亿元。
预计在今后三年,我国激光产业平均行业复合成长率将不低于20%。
我国激光加工产业可以分为四个比较大产业带,珠江三角洲、长江三角洲、华中地区和环渤海地区。
这四个产业带侧重点不同,珠三角以中小功率激光加工机为主,长三角以大功率激光切割焊接设备为主,环渤海以大功率激光熔覆和全固态激光为主,以武汉为首的华中地区则覆盖了大、中、小激光加工设备。
这四大产业带中,以华中地区尤其是武汉最具代表性,中国“光谷”的称号便是有力的证明。
激光制造技术的应用现状和展望激光制造技术是一种应用广泛且高效的工艺技术,它通过激光束的加工、切割、焊接、打标等方式,可以以高精度和高速度对各类材料进行加工。
激光制造技术已经在许多领域得到了广泛应用,如汽车制造、航空航天、电子产品制造等,取得了显著的成果,并且展望未来仍有巨大的发展潜力。
目前,激光制造技术在汽车制造领域的应用非常广泛。
例如,在汽车制造过程中,激光焊接技术可以用于焊接汽车车身和车桥,具有高质量和高效率的优势。
激光切割技术可以用于切割汽车车门和汽车车顶等零部件,其高精度和高速度可以大大提高生产效率。
此外,激光打标技术可以应用于汽车发动机和车身上,用来进行产品标识和追踪,提高产品质量和溯源能力。
在航空航天领域,激光制造技术也发挥着重要作用。
航空航天器结构通常要求轻、强、刚性好,而通过激光焊接、激光切割和激光打孔等技术可以制造出形状复杂、高质量的航空航天器部件。
激光金属沉积技术可以用于修复和加固航空发动机叶片等关键部件,在提高航空器安全性的同时也降低了维修成本。
在电子产品制造领域,激光制造技术也被广泛应用。
激光切割技术可以用于切割手机屏幕、平板电脑和电视屏幕等薄膜材料,具有高效率和高精度的特点。
激光焊接技术可以用于连接电子元器件,不仅提高了连接质量,还可以在不破坏其他元器件的情况下实现无接触连接。
此外,激光打标技术可以用于电子产品的标识和唯一编码,提高了产品的溯源能力和防伪能力。
展望未来,激光制造技术仍有很大的发展潜力。
随着激光技术的不断进步和降低成本,激光加工设备的普及将越来越广泛,应用也将进一步扩大。
例如,在医疗领域,激光制造技术可以用于制造医疗器械和人工器官,为医疗行业的发展提供更多的可能性。
在能源领域,激光制造技术可以用于制造太阳能电池板和核能设备等,为可再生能源和清洁能源的发展做出贡献。
总的来说,激光制造技术在各个领域的应用现状非常广泛,并且展望未来仍具有巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和创新,激光制造技术将为各个行业带来更多的机会和挑战,成为推动产业升级和经济发展的重要力量。
激光微纳加工技术研究一、激光微纳加工技术的定义激光微纳加工技术指的是通过激光技术对微纳米级尺度进行加工、制造、处理等操作的过程。
可以应用于材料的穿孔、切割、打孔、雕刻、清洗、成像等多种操作。
目前已被广泛应用于制作微电子、微机械、光电元件和生物医学等领域。
二、激光微纳加工技术的原理激光微纳加工技术的原理是利用激光在零点几纳秒到几百纳秒的极短时间内,将光能转化为物理和化学反应能使材料纳米级尺度上发生微小的、精密的、可控的改变,从而实现精密加工和制造。
三、激光微纳加工技术的分类根据激光所使用的波长、功率和参数不同,可以将激光微纳加工技术分为以下几类:1.紫外激光微纳加工技术:利用紫外激光对材料进行加工,可以实现高精度、高速度加工操作,适用于微电子和微机械领域。
2.红外激光微纳加工技术:利用红外激光对材料进行加工,可以实现高速、高效率加工操作,适用于光学和光电领域。
3.超快激光微纳加工技术:利用超快激光对材料进行加工,可以实现纳米级尺度的操作,适用于制造光电元件和微机械领域。
4.飞秒激光微纳加工技术:利用飞秒激光对材料进行加工,可以实现高精度、高速度操作,适用于生物医学、物理实验等领域。
四、激光微纳加工技术的应用领域激光微纳加工技术有着广泛的应用领域,如下:1.微电子制造:可以制造出快速计算机芯片等微电子器件。
2.微机械制造:可以制造出高精度的微型机械装置,如微机器人、微泵等。
3.光学元件制造:可以制造出高精度的光学元件,如镜头、反射镜等。
4.生物医学研究:可以制造出高精度的生物医学器材和药物控释系统。
5.材料制造和加工:可以制造出高强度、高耐磨损的材料,如合金材料、陶瓷材料等。
五、激光微纳加工技术存在的问题和发展趋势激光微纳加工技术虽然有着广泛的应用前景,但仍存在着以下几个问题:1.制程精度不够:由于光学系统设计和制造的不足,制程精度仍不够高。
2.加工效率有限:由于能量转换和光学系统的限制,加工效率有限。
激光技术存在主要问题及发展思路1.面向专业领域的中激光加工成套装备和配套技术不能满足行业需求随着我国制造业企业技术改造力度加大,近年来数控激光切割、焊接成套装备市场异常活跃,年需求可到达1000台以上。
但国内市场缺乏满足行业需求的国产中激光装备产品,同时在与国外产品开展配套服务时,配套技术也达不到客户需求,如武钢冷轧生产线进口十多台德国激光拼焊、硅钢刻痕大型装备,配套的激光装备技术和激光焊接工艺无法满足武钢规模化不停机生产要求。
在与东风、三环锻压等的配套上,也存在类似问题。
2.产业链各环节之间的合作融合不够制约激光产业发展中的某些核心技术,如激光装备所需的控制软件、生产光纤激光器必需的特种光纤等,由于缺乏与数控相关企业、光电子相关企业之间的技术协作,导致技术一直难以取得突破,制约了激光产业核心竞争力的提升。
同时,在制造业与服务业加速融合发展的大环境下,我省激光产业需要扩宽思路,加大与现代服务业、文化创意产业的融合。
虽然团结激光、楚天激光已经在这方面开展了有益的尝试,但这种不局限于现有市场和产品,主动谋求协作融合的思维方式尚未成为全行业的共识。
3.发展思路以激光应用为先导,以激光器件为核心,以集成装备为主体,以国际合作提升水平,着力解决发展中长期存在的核心器件瓶颈和关键技术难题,推动科技资源高效配置与综合集成,促进产业链的上下延伸,促进激光产业各细分领域之间、激光与其他产业的融合发展,促进产学研协同创新,打造以大型激光加工设备系统集成企业为龙头,以中小型激光生产企业群为支撑,以功能器件生产企业群和公共技术等服务平台为配套的激光制造装备企业集群。
围绕激光产业持续发展,聚焦新一代核心激光器、激光制造装备、激光加工应用三大方向,策划、攻克一批能够形成显著增长点的重大项目,建立重大产业化项目协同创新推进机制,及时研究解决项目前期及建设实施中的重大问题。
激光加工发展现状
激光加工是一种以激光为工具的材料加工技术,近年来得到了快速发展和广泛应用。
激光加工技术不仅可以实现高精度和高效率的加工过程,同时还具有非接触式加工、无剪切力的特点,可以对各种材料进行精确切割、打孔、焊接和表面处理等操作。
目前,激光加工已广泛应用于汽车制造、航天航空、电子电器、医疗器械等众多领域。
随着激光技术的不断进步,激光加工设备的性能和加工质量也不断提升。
首先,激光器的输出功率不断增大,可以满足对不同材料进行高速切割和焊接的需求。
同时,激光器的光束质量也不断改善,可以实现更精细的加工效果。
其次,激光加工系统的控制精度和稳定性得到了提高,可以实现更高精度和更复杂的加工操作。
此外,激光加工技术还日益与其他工艺相结合,形成了一些新的应用领域。
例如,激光3D打印技术可以实现复杂结构的快
速制造,广泛应用于航空航天和医疗领域。
激光清洗技术可以高效地去除材料表面的污垢和涂层,被广泛应用于汽车制造和电子器件加工等行业。
然而,激光加工技术发展还面临一些挑战和问题。
首先,激光加工设备的成本仍然较高,限制了其在一些中小型企业中的应用。
其次,激光加工过程中产生的热影响区较大,可能对材料的性能产生不利影响。
此外,激光加工对材料的适应性有限,对于一些特殊材料仍需要进一步研究和改进。
综上所述,激光加工技术在各个领域具有广阔应用前景,但仍需要进一步发展和完善。
通过降低设备成本、提高加工质量和探索新的应用领域,激光加工技术有望成为未来材料加工的重要技术之一。
激光加工发展的趋势
激光加工是一种高精度、高效率的加工方式,在各个领域都有广泛的应用。
未来激光加工的发展趋势主要体现在以下几个方面:
1. 高功率激光技术:随着激光器技术的不断发展,高功率激光器的应用越来越广泛。
高功率激光器可以提供更强的能量密度,使得激光加工的速度更快、效率更高,适用于加工更大尺寸、更高强度材料。
2. 光纤激光技术:光纤激光器由于其小巧、灵活、易于集成等特点,在激光加工领域得到了广泛应用。
未来光纤激光技术将继续进一步发展,提高功率、提高光束质量,以满足越来越高的加工要求。
3. 聚焦技术:激光加工的关键在于对激光光束的精确控制和聚焦。
未来将继续改进聚焦技术,提高光束质量,实现更精确、更高效的加工。
4. 激光微加工技术:激光微加工是将激光技术应用于微米尺度的加工领域,可以实现微米级的精确控制和加工。
未来激光微加工技术将进一步发展,应用于微电子、生物医学等领域。
5. 激光成形技术:激光成形技术是一种将激光器作为热源,通过加热、冷却等方式来实现材料的变形和成型。
未来激光成形技术将进一步发展,应用于快速制造、复杂结构等领域。
总体来说,未来激光加工技术将朝着高功率、高效率、高精度、高集成度的方向发展,并在各个领域得到更广泛的应用。
激光的发展与应用前景展望激光技术始于20世纪60年代,迄今为止已经发展了近60年。
作为一种高度聚焦的能量源,激光技术在各个领域的应用越来越广泛。
本文将探讨激光的发展历程以及未来的应用前景。
第一部分:激光的发展历程激光技术最早出现在科幻作品中,然而,1960年美国物理学家梅澜斯发明了世界上第一台激光器,标志着激光技术的诞生。
最初的激光器是由具有受激发射能力的固体晶体制成的,但是随着科技的进步,激光器的类型也不断扩展,包括气体激光器、液体激光器和半导体激光器等。
这些不同类型的激光器具有不同的特点和应用领域,例如气体激光器广泛应用于切割、焊接和材料加工等领域,而半导体激光器则用于通信和激光照明等领域。
第二部分:激光技术在医疗领域的应用激光技术在医疗领域的应用已经发展了几十年,目前已经成为一种重要的治疗工具。
例如,激光手术已经在眼科、整形外科和皮肤科等领域取得了显著成果。
激光手术具有创伤小、恢复快的特点,对患者来说是一种低风险的治疗方式。
此外,激光技术还可用于准确定位和破坏癌细胞,从而为肿瘤治疗提供了新的途径。
第三部分:激光技术在通信领域的应用随着互联网的快速发展,人们对高速、高容量的通信需求也在不断增加。
激光通信技术因其高速、安全的特点被认为是未来通信的重要方向。
激光通信利用激光脉冲传输信息,具有比传统电信号传输更高的带宽和传输速度。
此外,激光通信还具有抗干扰能力强、难以窃听的特点,可以在军事通信和机密文件传输等领域发挥重要作用。
第四部分:激光技术在工业领域的应用激光技术在工业领域的应用也越来越广泛。
激光切割、激光焊接和激光打标等成为现代工业生产中重要的工具。
激光切割技术可以在减少材料浪费的同时提高生产效率,激光焊接技术可以实现高精度的焊接,激光打标技术可以在各种材料上实现标记和编码。
这些激光应用不仅提高了生产效率,还提高了产品质量和精度。
第五部分:未来激光技术的挑战与展望尽管激光技术在各个领域都取得了重要的进展,但仍存在一些挑战和限制。
激光技术与应用发展的趋势激光技术是一种高精度、高效率、高质量、高速度的现代化技术,被广泛应用于医疗、通讯、材料加工、环境保护、军事等领域。
本文将从激光技术的基础、发展、应用以及未来趋势等多个方面进行探讨。
一、激光技术的基础激光技术是基于激光器产生的激光束进行的一种技术。
激光器的产生需要三个条件:增益介质、激发源和光反馈。
其中增益介质是激光光子数密度的一个增加器,而激发源可以是电子束、放电器、化学反应或其他方式。
光反馈是保持激光行为的重要条件。
激光器按照其产生激光的基本涵盖物质可以分为固体激光器、气体激光器、半导体激光器和液体激光器。
其中采用掺杂的固体激光器因其长寿命、高能量、高功率而备受推崇。
二、激光技术的发展随着科技的不断发展,激光技术也得到了广泛的应用和发展。
在材料加工方面,钻孔、切割和焊接等工艺都得以大幅提升。
在通讯领域,光纤激光器已逐渐取代了旧式氩离子激光器。
在医学上,激光技术可以用于眼科、牙科等方面。
在环境保护领域,激光器也正在发挥着越来越重要的作用。
三、激光技术的应用1.材料加工:激光技术可以用于高精度加工,如钻孔、切割和焊接等工艺。
此外,激光技术还可以用于制造零部件、切割纸张、制作多孔陶瓷等。
2.通讯:激光技术在通讯领域中的应用正在快速发展。
激光光纤通讯系统已经陆续取代了传统的氩离子激光器。
3.医疗:激光技术在医学上的应用越来越广泛。
在眼科方面,激光技术可以治疗白内障、近视等疾病。
在牙科上,激光器可以用于治疗牙周病、切除肿瘤等。
4.环境保护:激光技术在环保领域中也有很大的应用前景。
激光扫描器可以用于监测空气质量、精准测量环保设备的污染物排放等。
四、激光技术的未来趋势未来,激光技术的发展将会集中在以下方面:1.激光技术的高效化:未来的激光系统将更加高效、精确和可控,从而在工业生产和材料处理领域中得到更加广泛的应用。
2.超快激光技术的发展:未来超快激光技术的发展将会涉及到材料科学、计算机科学、医疗和环保等领域。
激光加工技术存在的问题及未来发展展望一、国外激光加工技术及发展动态
以德国、美国、日本、俄罗斯为代表的少数发达国家,目前主导和控制着全球激光技术和产业的发展方向。
其中,德国Trumpf、Rofin-Sinar公司在高功率工业激光器上称雄天下;美国IPG公司的光纤激光器引领世界激光产业发展方向。
欧美主要国家在大型制造产业,如机械、汽车、航空、造船、电子等行业中,基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代,进入“光加工”时代。
经过几十年的发展,激光技术开辟了广阔的应用天地,应用领域涵盖通信、材料加工、准分子光刻及数据存储等9个主要类别。
根据国外统计资料表明,2013年全世界总的激光销售超过1000亿元。
其中全球激光器市场销售额较2013年增长6.0%,达到93.34亿美元。
美国市场借助出口方面的出色表现有所增长;欧洲凭借德国的出口增长仅维持收支平衡;亚洲市场,东盟国家的增长抵消了中国的经济放缓以及日本的零增长。
二、国内激光产业发展现状
1.国内激光产业整体格局
国内激光企业主要分布在湖北、北京、江苏、上海及深圳等地,已基本形成以上述省市为主体的华中、环渤海、长三角、珠三角四大激光产业基地,其中有一定规模的企业约300家。
2014年我国激光产业链产值约为800亿元。
主要包括:激光加工装备产业达到350亿元(其中,用于切割、打标和焊接的高功率激光设备占据了67%的市场份额);激光加工在重工业、电子工业、轻工业、军用、医疗等行业的应用达到450亿元。
预计在今后三年,我国激光产业平均行业复合成长率将不低于20%。
我国激光加工产业可以分为四个比较大产业带,珠江三角洲、长江三角洲、华中地区和环渤海地区。
这四个产业带侧重点不同,珠三角以中小功率激光加工机为主,长三角以大功率激光切割焊接设备为主,环渤海以大功率激光熔覆和全固态激光为主,以武汉为首的华中地区则覆盖了大、中、小激光加工设备。
这四
大产业带中,以华中地区尤其是武汉最具代表性,中国“光谷”的称号便是有力的证明。
武汉地区可以说见证了中国激光加工产业从无到有、从弱到强的整个历程,是中国激光产业发展的缩影
2.国内激光产业重点单位
激光技术在我国经过40多年发展,有了较为雄厚的技术基础,锻炼培养了一支素质较高的队伍。
以中科院四大光机所及各部委所属研究机构和一批大学为代表,形成了我国激光器系统技术研究开发的重要力量,如华中科技大学、清华大学、北京工业大学等16个科研院所。
在部分激光器研究开发的核心技术上,形成了5个国家级的激光技术研究中心,10多个研究机构。
我国激光产业骨干企业有:武汉——华工激光、楚天激光、团结激光、金运激光、锐科激光;深圳——大族激光、光韵达激光、光大激光、联赢激光;北京——大恒激光、11所;华东——上海团结普林玛、南京东方等。
我国激光行业的八大激光上市公司分别为华工科技、大族激光、金运激光、光韵达、福晶科技、新松机器人、利达光电及上海新南洋。
三、激光加工的优势
激光加工属于无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。
它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。
激光加工柔性大主要用于切割、表面处理、焊接、打标和打孔等。
激光表面处理包括激光相变硬化、激光熔敷、激光表面合金化和激光表面熔凝等。
激光加工技术主要有以下独特的优点:
①使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益。
②可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工;在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工。
③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。
⑤激光束易于导向、聚焦实现作各方向变换,极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工,因此它是一种极为灵活的加工方法。
⑥无接触加工,对工件无直接冲击,因此无机械变形,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。
⑦激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有或影响极小,因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。
⑧激光束的发散角可<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10kW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。
激光加工技术已在众多领域得到广泛应用,随着激光加工技术、设备、工艺研究的不断深进,将具有更广阔的应用远景。
由于加工过程中输入工件的热量小,所以热影响区和热变形小;加工效率高,易于实现自动化。
四、存在主要问题及发展思路
1.面向专业领域的中高端激光加工成套装备和配套技术不能满足行业需求
随着我国制造业企业技术改造力度加大,近年来数控激光切割、焊接成套装备市场异常活跃,年需求可达到1000台以上。
但国内市场缺乏满足行业需求的国产中高端激光装备产品,同时在与国外产品进行配套服务时,配套技术也达不到客户需求,如武钢冷轧生产线进口十多台德国激光拼焊、硅钢刻痕大型装备,配套的激光装备技术和激光焊接工艺无法满足武钢规模化不停机生产要求。
在与东风、三环锻压等省内行业龙头企业的配套上,也存在类似问题。
2.产业链各环节之间的合作融合不够
制约激光产业发展中的某些核心技术,如激光装备所需的控制软件、生产光纤激光器必需的特种光纤等,由于缺乏与数控相关企业、光电子相关企业之间的技术协作,导致技术一直难以取得突破,制约了激光产业核心竞争力的提升。
同时,在制造业与服务业加速融合发展的大环境下,我省激光产业需要扩宽思路,加大与现代服务业、文化创意产业的融合。
虽然团结激光、楚天激光已经在这方
面开展了有益的尝试,但这种不局限于现有市场和产品,主动谋求协作融合的思维方式尚未成为全行业的共识。
3.发展思路
以激光应用为先导,以激光器件为核心,以集成装备为主体,以国际合作提升水平,着力解决发展中长期存在的核心器件瓶颈和关键技术难题,推动科技资源高效配置与综合集成,促进产业链的上下延伸,促进激光产业各细分领域之间、激光与其他产业的融合发展,促进产学研协同创新,打造以大型激光加工设备系统集成企业为龙头,以中小型激光生产企业群为支撑,以功能器件生产企业群和公共技术等服务平台为配套的激光制造装备企业集群。
围绕激光产业持续发展,聚焦新一代核心激光器、高端激光制造装备、激光加工应用三大方向,策划、攻克一批能够形成显著增长点的重大项目,建立重大产业化项目协同创新推进机制,及时研究解决项目前期及建设实施中的重大问题。
五、未来发展方向
1.激光器技术发展
继传统的气体、固体激光器之后,光纤激光器、半导体激光器、碟片激光器等新型激光器发展迅速。
总体而言,全球激光技术的主要趋势是向高功率、高光束质量、高可靠性、高智能化和低成本方向发展。
高功率射频板条CO2激光器、轴快流CO2激光器、千瓦内低成本大功率YAG激光器、碟片固体激光器、半导体激光器、光纤激光器、全固化可见光及倍频紫外激光器,皮秒、飞秒激光器。
(1)高功率工业光纤激光器高功率光纤激光器是第三代固体激光器。
在激光加工领域,光纤激光器有逐步替代传统YAG、部分CO2激光器的趋势。
目前商用光纤激光器输出功率连续功率已上升到数千瓦,以至50kW。
重点研发实用型1~4kW光纤激光器,攻克10kW光纤激光器产业化技术。
①高功率光纤激光器用大芯径掺镱光纤,为高功率光纤激光器及其核心光纤器件提供配套。
②10kW高功率工业光纤激光器工程化和产品化,以满足船舶、汽车、军工及能源等行业对厚钢板进行激光切割、激光焊接等的迫切需求。
③2~4kW连续光纤激光器,满足焊接、切割应用需求。
(2)高功率半导体固态激光器高功率半导体固态激光器是第四代固体激光器。
半导体激光器结构紧凑,寿命期限可达到10000h,电光转换效率高达30%~40%。
德国Laserline公司、DILAS公司实用化半导体激光器达到8kW。
发展激光增益光纤、激光薄片晶体、激光非线性频率转换晶体、激光用石英玻璃等激光材料,以及高功率镜片、传输光纤、切割头、焊接头、半导体激光泵浦源等激光器件。
配套精密机械零件加工、激光电源、激光光学元件及数控系统等单元核心器件。