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激光加工技术摘要激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一种加工新技术，涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科。
由于激光加工热影响区域小，光束方向性好，几乎可以加工任何材料。
常用来进行选择性加工，精密加工。
由于激光加工的特殊特点，其发展前景广阔，目前已广泛应用于激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、切削加工，快速成形，激光钻孔和基板划片，半导体处理等。
关键词：原理、应用﹑新技术、精密加工、引言激光是本世纪的重大发明之一，具有巨大的技术潜力。
专家们认为，现在是电子技术的全胜时期，其主角是计算机，下一代将是光技术时代，其主角是激光。
激光因具有单色性、相干性和平行性三大特点，特别适用于材料加工。
激光加工是激光应用最有发展前途的领域，国外已开发出20多种激光加工技术。
激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。
激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备，已成为企业实行适时生产的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。
激光加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。
用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。
激光能适应任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。
正文1﹑激光加工技术的原理及其特点1．1激光加工的起源早期的激光加工由于功率较小，大多用于打小孔和微型焊接。
到20世纪70年代，随着大功率二氧化碳激光器、高重复频率钇铝石榴石激光器的出现，以及对激光加工机理和工艺的深入研究，激光加工技术有了很大进展，使用范围随之扩大。
数千瓦的激光加工机已用于各种材料的高速切割、深熔焊接和材料热处理等方面。
激光加工工艺在航空发动机叶片制造中的应用研究概述：航空发动机叶片是发动机的关键部件之一，对于发动机性能和寿命具有重要影响。
传统的叶片制造方法存在一些缺陷，包括加工效率低、工艺复杂和精度难以保证等问题。
随着激光技术的不断发展，激光加工工艺逐渐被引入航空发动机叶片制造中，为提高制造效率和质量提供了新的解决方案。
一、激光切割工艺的应用激光切割是激光加工中最常见的工艺之一。
传统的叶片切割过程需要使用锯片或者铣床进行加工，存在加工效率低、切割精度难以保证和产生切割毛刺的问题。
而激光切割工艺可以通过调整激光功率和切割速度，实现高速、高精度的叶片切割。
同时，激光切割还可以避免切割毛刺的产生，提高叶片的表面质量。
二、激光焊接工艺的应用叶片的制造过程中需要进行各部件的焊接，传统的焊接方法往往存在焊接接头强度不高、焊接变形严重和焊接精度难以控制等问题。
而激光焊接工艺具有高能量密度、小熔区和热影响区、焊缝宽度可控等优势，可以有效解决传统焊接方法存在的问题。
通过激光焊接技术，可以实现叶片各部件的高质量焊接，提高叶片的整体强度和稳定性。
三、激光打孔工艺的应用叶片在制造过程中需要进行各种孔的加工，传统的孔加工方法往往存在加工精度难以保证、孔壁质量差等问题。
激光打孔工艺可以通过调整激光功率和加工参数，实现高精度的叶片孔加工。
激光打孔具有加工速度快、孔壁质量好和无需后续加工等优势，可以提高叶片的加工效率和质量。
四、激光刻蚀工艺的应用激光刻蚀是一种通过激光束直接蚀刻叶片表面的工艺。
传统的刻蚀方法往往存在加工时间长、刻蚀深度难以控制和操作复杂等问题。
而激光刻蚀工艺可以通过调整激光功率和刻蚀参数，实现高精度、高效率的叶片表面刻蚀。
激光刻蚀具有加工速度快、刻蚀深度可控和操作简单等优势，可以实现叶片表面的纹理加工和功能性图案的刻蚀。
五、激光熔化成形工艺的应用激光熔化成形是通过激光束对叶片材料进行熔化，并利用表面张力和气流的作用实现材料的流动和成形。
微塑性成形技术的现状及研究进展摘要：目前我国伴随科技的发展对微小型化的需求越来越大，这也促进了时代的进步和人民生活水平的提高。
微塑性成形技术占有很重要的地位。
文章主要介绍了微塑性成形技术的背景和意义，并综述了微塑性成形技术的尺度效应和摩擦尺度效应现象，阐明了其技术的研究领域。
关键词：微塑性成形；尺度效应；摩擦随着科技的飞速发展及人们对多功能电子产品小型化的需求，微细加工的技术迅速成为当前的研究和应用热点。
微塑性成形（Micro-forming）技术[1]，是指利用材料的塑性变形来生产至少在两维方向上尺寸处于几mm以下零件的技术。
这一技术继承了传统塑性加工技术的高生产率、最小或零材料损失、产品力学性能优秀和误差小的特点，可批量成形各种复杂形状的微小零件。
微制造技术的发展来源于产品微细化的要求，越来越多的用户希望随身用的多功能电子器件体积小型化、功能集成化[2]，而在医疗器械、传感器及电子器械等医疗、工业控制等行业也需要制造出更微小的零件[3]，以期得到更高的功能要求。
因此，微塑性成形技术有很强的在短时间内得到快速的发展。
一、微塑性成形的尺度效应在成形工艺中，描述材料变形行为的主要参数是流动应力和变形曲线（即应力应变变化关系），因为这些参数直接影响到成形力、工具载荷、局部变形行为以及充模情况等。
根据相似原理将标准样件等比缩小设计，进行的拉伸和镦粗试验表明：由于尺度效应的影响，随着样件尺度的减小，流动应力也呈现减小的趋势。
晶粒尺度对材料应力应变关系已经在宏观成形工艺中得到充分的研究，为了研究微细成形中特有的尺度效应现象，在这些试验中，不同尺度样件的晶粒尺度保持相同的，所以可以肯定实验中观测到的流动应力减小现象与晶粒尺度的变化无关，主要是由尺度微小化引起的。
对于流动应力减小的现象，通常可以用表面层模型解释对于流动应力减小的现象，通常可以用表面层模型解释，如图1所示。
表面层模型认为在小尺度的情况下，材料变形已经不符合各向同性连续体的变化规律，在小尺度情况下（根据晶粒尺度与制件局部变形尺度的比率判断），表面晶粒增多，表面层变厚。
激光微连接技术研究与应用进展赵兴科;邢德胜;刘大勇【摘要】With small focus spot,high power density and precise control of heat input,laser micro joining technique has become a versatile flexible manufacture ser micro joining technique,using proper parameters,can fabricate micro dimension,accurate shape as well as hybrid devises which find wide applications in various industries.%激光微连接是一种多功能的柔性制造技术,具有聚焦点小、能量密度高、热输入精确可控等优点,配合合适的工艺可以制造微小器件、尺寸精密器件以及异种材料组合器件,在各个工业领域具有广泛应用前景.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】7页(P28-34)【关键词】激光;微连接技术;激光焊接【作者】赵兴科;邢德胜;刘大勇【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;航天恒星科技有限公司工艺与机械工程技术研究室,北京100086【正文语种】中文航空技术、电子技术及能源技术的进步使得器件趋向轻质化、小型化、精密化、智能化和复杂化等方向发展。
传统连接方式面临着巨大的技术挑战，甚至无法实现。
例如，光电技术在航空领域的不断发展，需要解决透明玻璃等材料的连接难题，而这一技术是制造光电器件的技术基础。
激光微连接技术不仅能够达到航空器件大批量、小型化及精密化连接要求，而且能够满足航空领域新技术发展对微连接的技术需求。
激光具有聚焦斑点尺寸微小、能量密度高且热输入精确可控的特点，非常适合微细件的精密连接。
激光微纳加工技术
激光微纳加工技术是现今用于加工尺寸精密条件小型零件，广泛应用于各类行业的先
进技术。
它基于激光技术，用于实现精确地削磨，凹压，切割，光脆，和振动表面精加工
工艺。
激光微纳加工能够在所设计的产品尺寸范围内实现超精确的成形和加工效果。
它的精度，快速，和低成本的优势使它受到广泛的应用。
激光微纳加工试图满足生产
定制要求，为加工行业提供全新的可能性。
激光微纳加工有着广泛的应用。
这项技术可以用于加工各种材料，如石墨，钨，铸铁，钢，碳素，铝，铜，钛等。
它可以用于加工几乎所有表面状态的材料，如光洁，凹凸，褶
皱等。
它还可以用于加工复杂的尺寸特征，比如曲线，斜面，复杂几何形状，转角处的削
型等。
激光微纳加工技术的特点包括低耗能，无切削噪音，无机械运动，可实现加工成型及
复杂精度成型元件。
它可以实现高精度，高分辨率和宽加工能力，同时可以大大降低材料
损耗。
此外，激光微纳加工具有数控自动化程度高、无需模具和配件，加工时间短，废物处
理容易等优点，可以有效降低生产费用。
总而言之，激光微纳加工技术是一种先进而高效的加工技术，可以应用于小型零件、
微型元件的精确加工。
它的优势在于准确性，无碎料，可创造出高精度的产品，能有效降
低生产费用。
因此，它在微纳加工工艺领域有着广泛的应用前景。
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。
激光诱导空化技术研究及应用石佑敏 马服辉*涂孝军(苏州大学工程训练中心 江苏苏州 215000)摘要：空化是一种常见的流体现象，人们试图通过各种方式来缓解甚至避免空化空蚀带来的危害。
同时，人们也在研究如何将空化瞬间聚集的高能量转化为有利于工业生产的技术。
随着激光技术的日益发展，激光诱导空化成为研究空化现象的重要手段，并广泛应用到众多领域，如微成形领域、材料强化、有机废水处理、生物医学领域等。
文章综述了激光诱导空化的作用机理和其各个领域应用的研究进展，希望为激光诱导空化应用范围的进一步拓展和该技术的发展提供参考。
关键词：激光诱导空化 现状 应用领域 激光科技中图分类号：TQ342.742;X703;TN249 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)13-0068-04Research and Application of Laser-induced CavitationTechnologySHI Youmin MA Fuhui*TU Xiaojun(Engineering Training Center of Soochow University, Suzhou, Jiangsu Province, 215000 China) Abstract:Cavitation is a common fluid phenomenon. People try to alleviate or even avoid the harm caused by cavitation and erosion through various ways, and convert the high energy instantaneously accumulated by cavitation into technology that is conducive to industrial production. With the increasing development of laser technology, laser-induced cavitation has become an important way to study cavitation phenomena, and has been widely used in many fields, such as microforming, material strengthening, organic wastewater treatment, biomedical fields, etc. This paper reviews the mechanism of laser-induced cavitation and the research progress of its application in various fields, hoping to provide reference for further expanding the application scope of laser-induced cavitation and its further development.Key Words: Laser-induced cavitation; Status quo; Application field; Laser technology液体在静止或流动过程中都会有气体溶入，悬浮着的气相微泡被称为空化核，当液体流速较高且压强降低至液体饱和蒸汽压以下，液体发生剧烈气化产生大量气泡，且空泡体积不断膨胀变大。
第５０卷 第１２期 激光与红外Ｖｏｌ．５０，Ｎｏ．１２ ２０２０年１２月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤＤｅｃｅｍｂｅｒ，２０２０ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２０）１２ １４１９ ０７·综述与评论·超快激光精密制造技术的研究与应用杜 洋，赵 凯，朱忠良，王 江，邓文敬，梁旭东（上海航天设备制造总厂有限公司，上海２００２４５）摘 要：超快激光以其超短的激光脉冲、超高功率密度、较低的烧蚀阈值、加工超精细及可实现冷加工等特点，近年来受到国际学术界和工程界的广泛关注。
本文梳理了超快激光精密制造技术的发展历史，综述了超快激光精密制造技术在表面加工及三维加工领域的工艺研究及应用进展，并介绍了超快激光精密制造装备在国内外的研制情况，对今后超快激光精密制造技术研究的发展趋势进行了探讨和展望。
关键词：超快激光；精密制造；微纳结构；装备中图分类号：ＴＮ２４９ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２０．１２．００１ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｕｌｔｒａｆａｓｔｌａｓｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤＵＹａｎｇ，ＺＨＡＯＫａｉ，ＺＨＵＺｈｏｎｇ ｌｉａｎｇ，ＷＡＮＧＪｉａｎｇ，ＤＥＮＧＷｅｎ ｊｉｎｇ，ＬＩＡＮＧＸｕ ｄｏｎｇ（ＳｈａｎｇｈａｉＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔｓＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｌｔｒａ ｆａｓｔｌａｓｅｒｆｅａｔｕｒｅｓｕｌｔｒａ ｓｈｏｒｔｌａｓｅｒｐｕｌｓｅｓ，ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙ，ｌｏｗａｂｌａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓ，ｕｌｔｒａ ｆｉｎｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｃｏｌｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｉｔｈａｓｒｅｃｅｉｖｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌａｃａｄｅｍｉｃａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｉｒｃｌｅｓ Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｈｉｓｔｏｒｙｏｆｕｌｔｒａ ｆａｓｔｌａｓｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｓｏｒｔｅｄｏｕｔ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｕｌｔｒａ ｆａｓｔｌａｓｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄ３Ｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｕｌｔｒａ ｆａｓｔｌａｓｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｔｈｏｍｅａｎｄａ ｂｒｏａｄｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｕｌｔｒａ ｆａｓｔｌａｓｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ ｆａｓｔｌａｓｅｒ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ｍｉｃｒｏ ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（Ｎｏ ５１７０５３２８）；上海市青年科技英才扬帆项目（Ｎｏ １７ＹＦ１４０８５００）资助。
新型激光加工技术研究与应用展望激光加工是一种利用激光束对材料进行加工的技术。
激光加工技术已经广泛应用于不同领域，例如汽车工业，微电子学，医学和航空航天等。
新型激光加工技术研究和应用的发展趋势是探究如何提高精度和效率，减少加工变形和损伤等问题。
本文将分析新型激光加工技术的研究和发展，以及它们在不同领域的应用展望。
一、激光成形技术激光成形技术可以通过激光束在材料表面熔化和烧蚀，使它进一步固化和成型。
这种技术可以有效地减少加工和后处理时间，同时提高精度和制造质量。
激光成形技术已经广泛应用于航空航天、能源和制造业等领域。
实验研究表明，激光成形技术可以制造出复杂的3D形状，如零件、模具、螺栓等。
二、激光微纳加工技术激光微纳加工技术是通过控制激光束的位置和强度，进行微米或纳米尺度的加工。
激光微纳加工技术可以实现高精度、高速和无损的加工效果，并且可以应用于制造微型元件、表面处理和纳米结构制造等领域。
例如，激光微纳加工技术已经应用于微电子学中的CMOS器件制造、纳米光电和MEMS制造等领域。
虽然激光微纳加工技术中存在一些难点问题，例如加工精度和加工速度等，但是未来将进一步提高技术的可靠性和应用性。
三、激光表面改性技术激光表面改性技术是将激光束聚焦在材料表面，通过在表面形成不同的熔化、汽化和重熔化区，从而改变材料的表面性质。
这种技术可以有效地提高材料的耐蚀性、防护性、引燃性和磨损性能。
激光表面改性技术已经广泛应用于航空航天、电子、机械制造和医疗器械等领域。
例如，激光表面改性可以使机械零件具有更好的磨损和腐蚀性能，从而延长零件的使用寿命。
未来，激光表面改性技术将进一步优化材料表面结构和性能，以满足不同领域的需要。
四、激光增材制造技术激光增材制造技术是一种通过控制激光束来进行立体加工的制造技术。
这种技术可以通过不断添加材料层，形成复杂的三维物体。
激光增材制造技术已经应用于航空航天、医疗器械、能源和制造业等领域。
例如，激光增材制造技术可以制造出各种复杂的结构件，如发动机叶片、立体模型和骨骼支撑器等。
激光加工技术在微纳加工中的应用探究随着科技的不断进步，微纳加工技术成为了现代制造业中一个重要的研究方向。
而激光加工技术作为一种高精度、高效率的加工手段，被广泛应用于微纳加工领域。
本文将探讨激光加工技术在微纳加工中的应用及其优势。
一、激光加工技术在微纳加工中的应用领域激光加工技术在微纳加工中有着广泛的应用领域。
首先，激光加工技术可以用于制造微小尺寸的元件和结构。
例如，可以使用激光光束刻蚀材料表面，制造出微型阻尼器、微机电系统(MEMS)等微小器件。
其次，激光加工技术还可以用于微纳材料的制备。
激光光束能够在微观尺度上改变材料的性质和形态，从而实现对纳米材料的加工和修饰。
最后，激光加工技术还可以应用于生物医学领域，例如用于制造微滴生物芯片和激光打标等方面。
二、激光加工技术在微纳加工中的优势相比传统的加工技术，激光加工技术具有以下几个优势。
首先，激光加工技术具有高精度和高效率的特点。
激光光束具有较小的焦点尺寸和较高的功率密度，可以在微观尺度上实现精确的加工。
其次，激光加工技术无需接触材料，避免了机械加工中产生的磨损和变形问题。
此外，激光加工技术还可以实现非接触式加工，适用于对材料进行微切割和微焊接。
最后，激光加工技术还具有灵活性和可控性强的特点。
通过调节激光器的输出参数，可以实现加工过程的控制和优化。
三、激光加工技术在微纳加工中的挑战与发展虽然激光加工技术在微纳加工中具有广阔的应用前景，但也面临着一些挑战。
首先，激光加工技术的设备和材料成本较高，限制了其在工业化生产中的推广应用。
其次，激光加工技术在加工过程中容易产生辐射、热损伤和精细度下降等问题，需要进一步优化和改进。
此外，激光加工技术在加工特定材料（如光学材料）时，也存在着一定的限制和困难。
未来，激光加工技术在微纳加工中的发展仍然有很大的潜力。
一方面，随着激光器技术的不断进步，激光加工技术的性能和加工质量将得到进一步提升。
另一方面，随着新材料和新工艺的开发，激光加工技术将有更广泛的应用领域。
微脉冲激光小梁成形术原理
微脉冲激光小梁成形术是一种先进的激光加工技术，其原理是利用高能的微脉冲激光束对物体表面进行加工和改性。
这项技术在制造业、材料科学、医疗美容等领域都有广泛的应用。
微脉冲激光小梁成形术的原理可以简单地解释为：通过控制激光束的能量和工作时间，使其在微米尺度上与材料表面发生相互作用，从而实现对材料的精细加工。
这种激光束的能量非常高，可以在极短的时间内将材料表面的原子和分子激发、离解甚至蒸发，从而实现对材料的切割、焊接和打孔等加工操作。
微脉冲激光小梁成形术的优势在于其高精度和高效率。
由于激光束的直径非常小，可以达到亚微米甚至纳米级别，因此可以进行精细加工和微纳加工。
同时，微脉冲激光小梁成形术的加工速度非常快，可以在极短的时间内完成复杂的加工任务。
微脉冲激光小梁成形术的应用领域非常广泛。
在制造业中，它可以用于制造微型零件、电子元件和光学器件等。
在材料科学中，它可以用于改善材料的表面性能，如提高硬度、耐磨性和抗腐蚀性等。
在医疗美容领域，微脉冲激光小梁成形术可以用于纹身去除、痤疮疤痕修复和皮肤再生等。
微脉冲激光小梁成形术的发展前景非常广阔。
随着科学技术的不断进步，激光设备的性能不断提高，微脉冲激光小梁成形术将在更多
领域得到应用。
同时，随着人们对高精度、高效率加工技术的需求日益增加，微脉冲激光小梁成形术也将成为制造业的重要工具。
微脉冲激光小梁成形术是一种先进的激光加工技术，具有高精度、高效率的特点。
它在制造业、材料科学和医疗美容等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信微脉冲激光小梁成形术将在未来发展中发挥更加重要的作用。
激光加工工艺原理与创新技术探索激光加工工艺是一种基于激光技术的加工方法，利用激光束对材料进行热熔、热蒸发或者热氧化等过程，实现对材料的切割、焊接、打孔、雕刻等加工操作。
在工业生产中，激光加工工艺已经广泛应用于各个领域，成为了一种重要的加工方法。
激光加工的原理是利用激光器将能量转换为具有很高能量密度和比较单色性的激光束。
激光束经过聚焦透镜进行聚焦，形成一个热点。
当激光束照射到材料表面时，光能被吸收并转化为热能，使材料表面温度升高。
当温度升高到一定程度时，材料就会发生熔化、蒸发或氧化等反应，从而实现对材料的加工。
激光加工的优势在于可以实现高精度、非接触、无切削力的加工操作。
与传统的机械加工方法相比，激光加工不会对材料产生应力和变形，可以实现对复杂形状和特殊材料的加工。
此外，激光加工速度快、能耗低，具有较高的自动化程度。
因此，激光加工工艺被广泛应用于微电子、光电子、汽车制造、航空航天等领域。
在激光加工工艺方面，近年来出现了一些创新技术。
首先是光纤激光器技术的发展。
传统的激光器通常比较庞大，不能灵活应用于狭小的加工空间。
而光纤激光器则具有体积小、功率稳定等优势，可以满足对高细节精度的加工要求。
其次是激光成形技术的发展。
传统的激光加工通常是通过移动工件来实现加工，而激光成形则是通过移动激光束来实现加工。
激光成形技术可以实现对工件的整体加工，可以大大提高加工效率和加工精度。
再次是激光微纳加工技术的发展。
激光微纳加工是指利用激光加工方法对微米或纳米尺度的结构进行加工。
这种技术可以实现对微机电系统、集成光学器件、微纳传感器等微米尺度器件的制备。
激光微纳加工技术具有加工精度高、加工表面质量好、加工速度快等特点，可以满足精度要求较高的微纳加工需求。
最后是激光增材制造技术的发展。
激光增材制造是一种通过逐层加工的方式，将材料层层叠加形成三维实体的加工方法。
激光增材制造技术可以实现对复杂形状、多材料的器件的制备，具有很大的潜力在航空航天、生物医学等领域得到应用。
一、实验目的本次实验旨在通过激光立体成形（Laser Solid Forming，LSF）技术，实现复杂形状金属零件的快速制造。
通过实验，了解激光立体成形的基本原理、工艺参数对成形质量的影响，以及如何优化工艺参数以获得高质量的成形件。
二、实验原理激光立体成形技术是一种基于激光熔覆原理的增材制造技术。
其基本原理如下：1. 在计算机中生成零件的三维CAD模型；2. 将模型按一定的厚度分层，切片，将三维数据信息转换成一系列二维轮廓信息；3. 在数控系统的控制下，用同步送粉激光熔覆的方法，将金属粉末材料按照一定的填充路径在一定的基材上逐点填满给定的二维形状；4. 重复以上过程逐层堆积，形成三维实体零件。
三、实验材料与设备材料：- 金属粉末：Ti6Al4V合金粉末；- 基材：Ti6Al4V合金板材。
设备：- 激光立体成形机：德国EOS公司EOSINT M280；- 激光器：IPG公司YLP-6000光纤激光器；- 数控系统：德国EOS公司EOS roast；- 扫描电镜：日本日立公司S-4800；- X射线衍射仪：德国Bruker公司D8 Advance。
四、实验方法1. 根据零件的三维CAD模型，设置分层厚度、扫描速度、送粉速率等工艺参数；2. 将金属粉末和基材放置在成形机上；3. 启动激光器，开始激光立体成形实验；4. 实验完成后，将成形件取出，进行外观检查、尺寸测量、力学性能测试等。
五、实验结果与分析1. 外观检查：成形件表面光滑，无明显的缺陷，如气孔、裂纹等。
2. 尺寸测量：成形件尺寸与设计尺寸基本一致，误差在可接受范围内。
3. 力学性能测试：- 拉伸试验：成形件抗拉强度、屈服强度、伸长率等力学性能指标均达到设计要求；- 硬度测试：成形件硬度均匀，硬度值符合设计要求。
4. 微观组织分析：- 扫描电镜分析：成形件微观组织致密，晶粒细小，无明显的缺陷；- X射线衍射分析：成形件晶粒取向良好，无明显的织构。
新型激光技术在制造业中的应用激光技术是现代制造领域的重要手段之一，它既可在制造过程中进行切割、焊接、打磨等加工操作，也可用于增材制造等新兴领域。
近年来，随着各种新型激光技术的不断涌现，激光技术在制造业中的应用越来越广泛。
本文将从几个方面介绍新型激光技术在制造业中的应用。
一、光纤激光在金属加工中的应用光纤激光技术是一种在金属材料加工中广泛应用的新型激光技术。
与传统的CO2激光相比，光纤激光具有功率密度高、光束质量好、光束稳定性高等优点，可以在更小的切割、焊接、打孔等操作中发挥作用。
光纤激光在金属材料的切割、焊接中广泛应用，如电子、汽车零件、家具等行业中的金属材料加工都有其广泛应用。
与传统的钎焊、液压压焊等操作方式相比，光纤激光技术具有工艺可控性高、成本低、效率高等优点，可以为制造企业带来更高的效益。
二、激光3D打印技术在制造业中的应用激光3D打印技术是一种在制造业中日益受到关注的新型加工技术。
它通过使用计算机辅助设计软件将3D模型转换为可打印的G代码指令，然后通过控制激光光束的焦点、速度等参数，实现将金属粉末等原材料逐层堆积成制品的过程。
激光3D打印技术在制造业中的应用越来越广泛，如在航空、汽车、医疗器械等高精度产品的制造过程中，都有其广泛应用。
与传统加工方式相比，激光3D打印技术可以实现复杂形状的制品制造、个性化制造等需求，并且可以实现一次成形，加工效率高、成本低，因此备受制造企业的青睐。
三、超快激光在微纳加工中的应用超快激光技术是一种目前在微纳加工领域中广泛应用的新型激光技术。
它利用超快激光脉冲，将高功率能量集中到微小区域进行切割、打孔、表面处理等微纳米加工操作。
与传统激光技术相比，超快激光具有可以实现高速切割、宽禁带材料加工、微观加工等优势，并且可以在不损伤周围区域的情况下进行操作，可以广泛应用于微纳加工领域的制造工艺。
四、激光检测技术在制造质量控制中的应用激光检测技术是一种在制造业中应用广泛的质量检测技术。
第１１期胡玲玲等：激光微成形技术的研究及应用４７括以下三种：温度梯度机理（ＴＧＭ）、增厚机理（ＵＭ）和屈曲机理（ＢＭ），如图１所示１２１。
实际成形过程中，这些成形机理同时存在，并相互影响。
－Ｉｅｃ‰罂嚣：”ＢＩ．ｃ‰６ｕｐ删ｌｌｇ“ｂｅｒｂⅢＬ‘·ｅｆｋ”弹芈毕～∈乡仁ＳＥｂ图１激光微弯曲成形机理２－２成形精度由于微构件对精度要求很高，因此成形精度问题成为激光微弯曲成形首要考虑的问题。
与传统微塑性成形相比，其加工过程属于非接触方式，所以不会出现传统模具弯曲中回弹和由此带来的诸多问题。
同时，由于加工时不需要模具，不存在模具磨损及涡滑等问题，大大减少了摩擦对微成形过程的影响，能够实现微构件的精确成形。
但由于激光微弯曲是利用激光与物质相互作用产生的热效应进行成形，成形中出现的诸如边界效应及熔融相变等问题必须加以考虑。
２．２．１边界效应激光柬在扫描进出工件时，在边界处温度要明显高出其它区域，从而导致扫描路径上的塑性影响层不均匀，使得薄板变形效果不一致，这就是所谓的“边界效应”。
在激光微弯曲成形中，边界效应现象是板料高精度成形急需解决的关键阿题之一。
当工件宽度较大，可采用先增速后减速的变速扫描方式来改善边界效应。
当工件宽度较小，扫描速度较高时，扫描路径上温度变化不大，边缘效应现象不明显。
在多道扫描情况下，可采用交替方向扫描方式来避免边界效应现象的叠加效应。
２．２．２熔融相变激光辐照时，当工件表面温度峰值超过材料熔点，材料表面会发生轻微的结晶和相变。
材料熔化不但会消耗激光能量，还改变了材料的应力状态，塑性变形量反而减小，从而影响成形精度和表面质量。
所以加工中应注意工艺参数的选取，以防发生熔融相变。
２．３应用现状目前，激光微弯曲技术成功应用于精密仪器的校形。
Ｈｏｖｉｎｇ等人翻币Ｕ用增厚机理对电子产品装配中的微构件进行微凋，实现了音频磁头、笛簧接点元件的激光校形和ＣＤ机装配过程中的透镜的微调整，如图２所示。
如图２（ａ）所示，为音频磁头的激光校形示意图。
通过激光扫描图中的￡、朋、Ｒ处，可以精确调整磁头的空间三维坐标。
如图２（ｂ）所示，为笛簧接点元件的激光校形示意图。
激光束透过绿色玻璃外壳对簧片进行微调，从而可以精确控制上下簧片距离。
激光微弯曲不仅可以成形常规金属材料（如不锈钢、铜合金），还可以加工硬脆性材料（如陶瓷、硅）。
美国ＩＢＭ公司和日本富士通公司利用激光微弯曲成形技术实现了微小陶瓷件的弯曲成形，并将其’用于修正硬盘磁头滑块上气膜浮动面的曲率，校形后硬盘存储量大大提高１４ｌ。
图２激光微校形的应用３激光微冲击成形３．１成形机理激光微冲击成形是利用高能短脉冲激光束辐照靶材，靶材表面瞬间汽化形成高温等离子体，从而产生向材料内部传播的强冲击波。
由于冲击波压力达到ＧＰａ数量级，远远大于材料的动态屈服强度，从而使材料产生屈服和冷甥性变形。
激光微冲击成形可以分为无模成形和半模成形。
如图３（ｉ）所示，为无模成形示意图。
当冲击面上的材料流动大于板材背面的材料流动时，塑性区主要集中在冲击面附近，冲击区域的蝮性变形使该区域的表面积增大，并导致压应力，从而使板材产生凸面成形。
当板材背面的材料流动大于冲击面的材料流动，或二者近似，激光冲击时的塑性区易于贯穿整个厚度方向，从而使板料产生凹面成形。
如图３（ｂ）所示，为半模成形示意图，在工件下方放置—个凹模，当激光微冲击后就能得到与凹模相似的形状，此时可以对板材进行微拉深和微胀形。
画眦ｌＩｒｖ盯ｌ一“ｉ一＼ＰＩａ叫劾｝ｊｌ／翩ｆ￡』／｝西，日（ａ）无模成形（ｂ）半模成彤图３激光微冲击成形示意图３＿２影响因素３．２．１激光参数变形量随着激光能量的增大而增大。
但当激光能量增大至诱导的冲击波压力超过材料抗拉强度时，板材发生冲裂破坏，因此要根据实际隋况选择适合的激光能量。
光斑直径要根据加工区域和材料表面性质选择。
另外，光斑位置也是得到最佳变形效果的关键。
３．２．２材料参数相同工艺条件下，动态屈服应力低的材料容易获得较大的变形；厚度小的板材变形量大。
另外，随着晶粒尺寸的增大，变形量逐渐增大；晶粒越不规则，混乱程度越大，其变形量越大。
３．２．３约束层和吸收层微尺度下激光冲击成形通常选择水作为约束层，因为水的柔性使得整个冲击过程中保证有效约束，而且方便于多次连续冲击成形。
使用铜箔作为吸收层比铝箔的冲击效果要好，而且随着约束层厚度的增加，变形效果存在着一定的饱和效应。
３．２．４其他因素高动态载荷下材料有着极高的应变率（１０７８－１～１０９Ｓ－１），由此产生的加工硬化和应变率效应都会阻碍材料的变形。
在实际加工时，由冲击波产生的机械效应和激光诱导等离子体产生的热作用，可能导致微小变形。
另外，轻微的扰动会造成加工位置的偏４８机械设计与制造Ｎｏ．１１Ｎｏｖ．２０１０差，加工时最好在真卒环境中进行。
３．３技术特点及研究进展激光微冲击成形技术是利用等离子体爆炸诱发的力效应而非热效应进行成形，避免了连续激光照射时因剧烈温度梯度导致的不良组织和性能。
而且在零件表面的残余压应力分布，能够抵抗因腐蚀和疲劳而产生的裂纹。
除了常规金属材料，它还可以加工难成形材料及复合材料。
另外，激光束作为柔性冲头将微尺层己的摩擦降到最低，大大提高成形精度。
Ｙａｏ既等人成功完成了１００１上ｍ超薄板材的激光微冲击成形，并研究了能量差别对变形机制的影响。
Ｊ．Ｌ．Ｏｃａｎａ嘴人研究ｊ，单侧销结构的激光微冲击成形，通过试验的手段得到了光斑位置对变形机制的影响。
Ｖｏｌｌｅｒｔｓｅｎ等人借助微凹模通过激光冲击完成了拉深和胀形，如图４所示。
其制件拉深比达到Ｏ．１８，而采用机械拉深成形厚ｌｍｍ的箔板，最大拉深比为０．２４。
这表明激光微冲击成形可以达到很高的成形精度。
相比激光冲击波直接作用于材料，Ｋ．Ｏｋａｄａ等人罔利用激光驱动飞片冲击成形能得到更好的表面质量。
成型后的箔板不但兼有激光冲击强化的性能而且表面质量没有损伤。
同时由于激光驱动飞片加载箔板时间非常短，材料具有极高的成形率，成形能力高于准静态成形，能在一定程度上克服传统微塑性成形中的尺度效应。
图４激光微拉深成形示意图４激光辅助加热微成形４．１成形机理激光辅助加热微成形，是利用激光对微构件整体或局部进行辅助加热以降低工件变形抗力，再配合使用传统冷加方法使微构件产生塑性变形。
加热成形能够很好的减小微成形时温度带来的尺寸效应。
而且，温度的增加可以减小应变强化的影响，降低材料变形抗力，增加材料流动的均匀性，因此成形件具有低的加工力和良好的成形性。
４．２影响因素采用激光的热作用对工件材料辅助加热，可以通过改变激光参数、控制照射区域和照射时间的长短来调整温度边界条件。
如图５所示，激光辅助加热可以降低冲击力；相同照射时间下，高功率激光照射下所需的冲击力较小。
而且加热方式对成形也有很大的影响，实验证明，环形加热方式和整个中心加热方式相比，得到的温度分布更加均匀，更有利于成形加工。
图５不同加热条件下所需冲击力的比较４．３技术特点及研究进展与其他辅助加热方式相比，激光辅助加热的优点如下：通过调整激光参数可以精确控制加热温度、加热区域；由于激光能量很高，激光辅助加热时间极短；根据需要调整工件冷却时间，可以改善材举ｌ－ｆｔ能。
·Ｅｒｈａｒｄｔ等人ｆ—ｑ对激光辅助成形做了大量研究，发现通过高能激光束加热拉深件的法兰区域，可以提高该区域的成形能力。
实验结果表明该工艺使拉深力降低了２０％，延伸率增加了１０％，拉深比从２．ｏ增加到２．３，如图６所示。
Ｗｕｌｆｓｂｅ＠ｎｌ开发出一种运用蓝宝石材料进行激光加热的微成形装置，发现不论单晶还是多晶材料，成形精度都大大提高。
王匀等人ｌ－耐激光辅助加热微器件弯曲进行了研究，并采用激光束对工件前后两侧同时加热的方法解决工件加热不均匀问题，设计了激光辅助加热微器件弯曲系统，可以实现微器件的低成本批量化牛产，图６一次拉深后上件横截庙幽（左侧为冷加上，右侧为１５０Ｊ脉冲激光辅助加热加工）５结束语采用激光对微器件进行成形加工，通过调整和控制激光参数，可实现金属和脆性材料微构件加工过程的柔性化，不仅可以节省成本，缩短制造周期，也为绿色微制造领域的进一步发展提供手段。
文中主要介绍了三种典型激光微成形技术，分析了其成形机理、影响因素、技术特点和研究现状。
目前国内外对于激光微成形技术的研究已取得了一定的进展，但是还存在一些问题。
如激光微弯曲校形时边界效应和相变潜热问题；激光微冲击成形过程中微尺度下激光冲击波理论的研究及本构模型的建立；激光辅助加热微成形微冲头造成的热量损耗问题等。
随着激光微成形技术研究的深入和数值模拟可靠性的不断增强，激光微成形技术必将走向产业化道路。
参考文献１Ｊ．Ｐ．Ｗｕｌｆｓｂｅｒｇ，Ｍ．Ｔｅｒｚｉ．１ｎｖｅｓｆｉｇａｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒｈｅａｔｉｎｇｉｎｍｉｃｒｏｆｏｒｍｉｎｇａｐｐｌｙｉｎｇｓａｐｐｈｉｒｅｔｏｏｌｓ［Ｊ］．ＡｎｎａｌｓｏｆｔｌＩｅＣＩＲＰ，２００７，５６（１）：３２１—３２６２ＧｕｏｆｅｉＣｈｅｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｉｅｓｏｆｍｉｃｒｏ－－ｓｃａｌｅＪａｓｅｆｂｅｎｄｉｎｇ［Ｄ］．ＰＨＤＴｈｅｓｉｓ．ＰｕｒｄｕｅＵｎｉｖｅｒｓｉ可，１９９９３Ｗ．Ｈｏｖｉｎ昏Ｌａｃｒｆｉｎｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ．ＰｒｏｃｅｓｓｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩＣＡＬＥＯ，２００１４ＡｎｄｒｅｗＣ．Ｔａｎ，ＣｈｉｅＣ胁，ＬｉｎｄｅｎＣｒａｗｆｏｒｔｈ．Ｌａｉｒｂｅｎｄｉｎｇｏｆｃｅ：ｒａｎｌｉｃ￥ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｍａｇｎｅｔｉｃｈｅａｄｓｌｉｄｅｒｓｉｎｄｉｓｋｄｒｉｖｅｓ［Ｊ】．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｃｉｅｎｃｅｓｓｐｅｃｉａｌｉｓｓｕｅ，２００１（１７）：４１９－－４２２５ＨｏｎｇｑｉａｎｇＣｈｅｎ．ＪｅｆｆｒｅｙＷＸｙｓａｆ，ＬａｗｒｅｎｃｅＹ．Ｙａｏ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄｂｙｍｃｒｅｓｃａｌｅｌａｓｅｒｓｈｏｃｋｐｅｅｎｉｎｇ［Ｊ］ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ，２００４，７１（９）：７１３—７２３６ＪＪ＿．ＯｅⅫｎａ，Ｍ．Ｍｏｒａｌｅｓ，Ｃ．Ｍｏｌｐｅｅｅｒｅｓａ１．ＳｈｏｃｋｐｕｌｓｅｌａｓｅｒｍｉｃｒｏｆｏｒｍｉｎｇｏｆｔｈｉｎｍｅｔａｌｓｈｅｅｔｓｆｏｒＭＥＭＳｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ［Ｊ］ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅ，２００７（２５４）：９９７—１０００１７｜ＬＳｃｈｕｈｅＮｉｅｈｏｆｆ，Ｆ．Ｖｏｌｌｅｎｓｅｎ．ｂ鸵ｒｉｎｄｕｃｅｄｓｈｏｃｋｗａｖｅｓｉｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．ＭＪＯＭ［ＪＪ，Ｍｅｔａｌｕｒ鲥ａ．ＪｏＩｌｍａｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，２００５：１８３－１９４一ｚ—冒ＩＩｏｃ＾ｌｄ激光微成形技术的研究及应用作者：胡玲玲， 周建忠， 黄舒， 杨小东， HU Ling-ling， ZHOU Jian-zhong， HUANG Shu，YANG Xiao-dong作者单位：江苏大学,机械工程学院,镇江,212013刊名：机械设计与制造英文刊名：MACHINERY DESIGN & MANUFACTURE年，卷(期)：2010(11)1.J.P.Wulfsberg;M.Terzi Investigation of laser heating in microforming applying sapphire tools[外文期刊] 2007(01)2.Guofei Chen Experimental and numerical studies of micro-scale laser bending 19993.W.Hoving Laer fine adjustment 20014.Andrew C.Tan;Chie C.puon;Linden Crawforth Laser bending of ceramics and application to manufacture mngnetic head sliders in disk drives 2001(17)5.Hongqiang Chen;Jeffrey W.Kysar;Lawrence Y.Yao Characterization of plastic deformation induced by mcroscale laser shock peening 2004(09)6.J.L.Ocana;M.Morales;C.Molpeceres Shock pulse laser micmforming of thin metal sheets for MEMS manufacturing 2007(254)7.H.Schulze Niehoff;F.Vollertsen Laser induced shock waves in deformation processing.MJOM1.董培龙.王匀.朱永书.陆广华.袁国定.蔡兰.DONG Peilong.WANG Yun.ZHU Yongshu.LU Guanghua.YUAN Guoding. CAI Lan激光辅助加热微器件弯曲研究[期刊论文]-制造技术与机床2008(11)2.张丰果.董湘怀.ZHANG Feng-guo.DONG Xiang-huai微塑性成形模拟材料细观建模[期刊论文]-模具技术2011(3)3.黄晨光.段祝平激光微弯曲成形机理的数值研究[期刊论文]-中国激光2002,29(3)4.王匀.董培龙.许桢英.朱永书.陆广华.袁国定.WANG Yun.DONG Peilong.XU Zhenying.ZHU Yongshu.LU Guanghua .YUAN Guoding基于激光加热的微塑性成形系统的研究[期刊论文]-制造技术与机床2008(9)5.单德彬.郭斌.周健.SHAN De-bin.GUO Bin.ZHOU Jian金属薄板微成形技术的研究进展[期刊论文]-塑性工程学报2007,14(3)6.郭斌.龚峰.单德彬.GUO Bin.GONG Feng.SHAN De-bin微成形摩擦研究进展[期刊论文]-塑性工程学报2009,16(4)7.谢延敏.于沪平.阮雪榆.Xie Yanmin.Yu Huping.Ruan Xueyu微成形技术的研究现状[期刊论文]-中国机械工程2005,16(10)8.宋满仓.王敏杰微成形技术的现状与发展[期刊论文]-中国机械工程2003,14(15)9.付求涯.张聚国.FU Qiu-ya.ZHANG Ju-guo微型弯曲模制造[期刊论文]-机械2010,37(2)10.申昱.于沪平.阮雪榆.李宏生.谢晓龙.马斌金属微成形技术[期刊论文]-塑性工程学报2003,10(6)本文链接：/Periodical_jxsjyzz201011020.aspx。
