激光在机械制造技术中的应用
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激光在机械制造技术中的应用
摘要：随着社会的发展，工业技术的发展已经到了一个新的阶段，在机械制造技术中应用激光技术，能够使机械制造技术获得进一步的提升，激光在机械制造技术中的应用具有一定的优势，能够让机械制造技术在工业生产过程中实现自动化。现如今，激光在工业生产中的应用越来越多，因此对激光在机械制造技术中应用进行分析是非常必要的。本文主要对激光在机械制造技术中的应用进行了分析，希望能够让机械制造技术获得进一步提升。
关键词：激光；机械制造技术；自动化
随着社会的发展，工业生产已经进入到了一个全新的发展阶段，在工业生产过程中应用激光技术，能够有效提升机械制造技术的自动化水平。激光是一种利用高能量密度的光束作用于被照射物体，在这一过程中会产生化学反应，能够将物体内部的原子或者分子电离，当原子或者分子的数量达到一定程度时便会发生电离。在这一过程中产生的能量会对物体造成不同程度的影响。在机械制造技术中应用激光技术时，能够将金属或者非金属材料进行切割处理，并且对金属材料进行加工时还能够对金属材料进行快速热处理以及金属表面改性等处理。激光在机械制造技术中应用具有较高的经济性，激光作为一种新型的加工设备，能够将机械制造技术实现自动化，让加工效率以及加工质量均获得进一步的提升，因此在机械制造技术中应用激光技术能够使其在生产过程中获得更高的经济效益。
一、激光在物体三维建模及智能识别方面的应用
激光的应用范围很广，在机械制造技术中主要应用了激光测量技术。激光测量技术是利用激光束在空间中的光斑几何形状的变化，对物体表面进行扫描，然后再利用计算机视觉算法处理，最后获得物体表面的三维信息。激光测量系统能够对物体表面进行扫描，通过采集到的信息得到三维模型，能够对物体形状和位置进行精确定位，这也是激光测量技术在机械制造中的一个优势。 激光三维建模是计算机视觉、模式识别等领域的研究热点之一，其在很多方面都有应用。例如将激光三维模型导入到模式识别中后，能够建立物体表面图像特征与其几何特征之间的关系，从而提高了模式识别的准确率。在激光三维建模中，常采用的方法是基于点云数据的多平面拟合，基于点云数据的曲面拟合，而利用激光三维建模的主要目的是提高空间中物体的定位精度。
此外，激光在智能识别方面也有应用，主要是利用激光雷达实现视觉系统感知和导航。在机械制造技术中利用激光雷达进行智能识别，能够为机器人自主移动提供参考数据和定位依据。
例如，在工业机器人工作过程中，一般都会使用激光雷达对工作环境进行检测，从而对工业机器人进行导航。在实际操作过程中，通常是利用激光雷达的传感器进行视觉感知和导航，而用计算机视觉系统可以对环境进行检测和分析。
二、激光在热处理方面的应用
热处理是机械制造过程中非常重要的一个环节，热处理能够对机械零件的表面进行加工处理，从而满足零件使用要求，提高其使用寿命。通过热处理工艺能够对零件表面进行处理，达到降低零件表面硬度、增加表面耐磨性、提高其抗腐蚀性的目的。
在激光热处理工艺中，通常都会使用到各种激光光源，通过这些激光光源能够让激光能够在照射的过程中使气体受热膨胀，从而达到气体发生装置的目的，保证激光光源能够对工件表面进行照射。比如在淬火过程中如果用到激光束照射工件表面，那么在激光束的照射下就会使工件表面在很短时间内进行加热，从而让淬火变形更小。另外，激光热处理技术也能够对各种金属零件进行热处理，比如对各种不同的钢材进行热处理，让其得到均匀的硬化，在使用过程中还可以让金属零件的抗腐蚀能力和耐磨性得到加强，延长机械零件的使用寿命。
由于在机械制造中应用激光技术时会产生一定的热量，所以为了让激光可以对零件表面进行照射，就需要选择合适的激光光源进行照射，保证在工件表面能有一定的光斑大小。另外还需要对工件表面温度进行控制，根据不同零件所用材料的性质来选择合适的激光照射强度和光斑大小。另外为了让激光能够对工件表面进行均匀照射，还需要通过控制激光照射时间和功率来控制热量。
通过对激光照射时间和功率进行控制，可以让工件表面的温度达到最佳效果，从而在使用过程中保证工件表面不会受到损伤。通常情况下，对于热处理工艺的控制主要有两个方面的内容，一是通过控制工件温度来提高机械零件的硬度，保证机械零件在使用过程中不会出现变形问题，二是对金属零件进行热处理能够使金属零件表面得到硬化，从而提高其使用寿命。另外还需要对热处理工艺进行控制，比如对于一些特殊材料的零件进行热处理时可以在保证其使用性能和机械强度的基础上适当降低热处理温度。
三、激光在快速成型制造技术中的应用
快速成型制造技术是一种新的机械制造技术，这种技术能够实现制造加工的自动化，生产效率比较高，并且能够实现较小的材料消耗，在机械制造中应用具有非常重要的意义。
激光快速成型制造技术主要是以计算机三维建模为基础，然后通过快速成型技术，把模型数据转换成实体数据，这样就可以利用激光光束直接对这些模型进行加热，使其迅速融化、硬化或者熔化，然后再通过模型所具有的小孔、缝隙等进行排屑等操作，最后再将模型移出加工设备。
激光快速成型技术的应用实现了制造加工的自动化，提高了生产效率，能够在很大程度上实现对零件的精确加工。现阶段，我国已经有很多企业采用激光快速成型制造技术进行加工制造，比如航天科技公司、电子工业公司、汽车制造公司等。由此可见，激光快速成型制造技术在机械制造中应用具有非常重要的意义，能够实现零件的加工与装配，并且能够有效节约材料、减少浪费。现阶段，我国已经有很多企业使用激光快速成型制造技术进行零部件的制造，比如汽车制造公司、航天科技公司等，这些企业所使用的零部件都是通过激光快速成型制造技术加工而成的。例如，某航天科技公司主要是以 CAD三维建模为基础，然后再使用快速成型技术来对零件进行加工组装，该公司所采用的零件都是由激光快速成型技术加工而成的。 随着社会的发展，在机械制造技术中应用激光技术，能够使机械制造技术获得进一步提升，让机械制造技术在实际中得到应用。与此同时，还能够让机械制造技术得到优化提升，让激光快速成型制造技术在实际中发挥出更大的作用。因此，激光快速成型制造技术在机械制造技术中应用具有非常重要的意义，能够让机械制造技术获得进一步提升。总而言之，在机械制造过程中应用激光快速成型制造技术具有非常重要的意义。
四、激光在焊接方面的应用
在工业生产的过程中，焊接是一项非常重要的工艺，在焊接工艺中应用激光技术能够对机械制造技术中的一些问题进行解决，使焊接工作能够获得进一步的提升。激光焊接有以下的优势：
1、激光光束质量好
激光聚焦后，功率密度高。高功率低阶模激光聚焦后，焦斑直径小
2、激光焊接速度快，深度大，变形小
由于功率密度高，在激光焊接过程中在金属材料中形成小孔，激光能量通过小孔传递到工件深部，横向扩散较少。因此，激光束扫描过程中材料融合深度较大。速度快，单位时间焊接面积大。
3、激光焊接特别适用于焊接精密敏感零件
由于激光焊接机焊接纵横比大，比能量小，热影响区小，焊接变形小，特别适用于焊接精密和热敏零件，可消除焊后修正和二次加工
4、激光焊接机灵活性高
激光焊接机可实现任意角度焊接，可焊接难以接近的部位，可焊接各种复杂的焊接工件和形状不规则的大型工件。实现任意角度焊接具有很大的灵活性。
5、激光焊接可以焊接难焊接的材料 激光焊接不仅可用于多种异质金属材料之间的焊接，还可用于钵、镍、锌、铜.在工业生产中应用激光技术，主要是应用激光焊接技术，这种激光焊接技术是通过对工件进行加热，然后将工件连接起来，这种焊接方式能够使焊接工作获得进一步的提升。在激光焊枪的作用下，能够将工件之间的缝隙消除掉，使得工业生产中存在的问题获得有效解决。
在工业生产中应用激光技术能够使焊接质量得到进一步的提升，这主要是因为在激光焊接的过程中，利用了计算机技术，使生产能够根据一些数据信息进行有效控制，同时在焊接的过程中也能够保证工作的效率。
激光在机械制造技术中的应用，使焊接工作有了进一步的提升，其主要原因是在对工件进行激光焊接时，要对工件进行加热，这样就可以有效消除工件之间的缝隙。例如在工业生产过程中应用激光技术会让工件之间存在缝隙的问题得到解决，因为在应用激光焊接技术时会对工件进行加热，因此这种方法能够对机械制造技术中存在的一些问题进行解决。
五、激光在熔覆涂层方面的应用
在激光熔覆涂层方面的应用主要是对表面进行处理，通过激光熔覆技术能够使表面处理的效果得到显著的提升，目前在机械制造技术中应用激光熔覆涂层技术主要是为了能够改善机械零部件表面的性能，因此在熔覆过程中能够对零件进行预处理。
现在应用比较广泛的预处理方法是热喷涂技术，优势主要体现在其对零件的性能改善效果比较好，在零件的表面具有较好的附着力，涂层与基体之间的结合非常牢固。而且热喷涂工艺不需要太高的温度，这样能够使涂层与基体之间具有较强的结合能力。
激光熔覆涂层主要是通过激光加工设备来实现的，在进行熔覆涂层之前需要对零件进行预处理。在预处理阶段需要对零件表面进行清洗，要先对零件的表面进行清洁，然后再进行预处理，这样能够使预处理的效果得到显著的提升，另外还需要对零件进行除锈、除油、去毛刺以及焊接等工作。 现在在机械制造技术中应用激光熔覆涂层技术主要是为了能够提升机械零部件的性能，从目前的研究结果来看，激光熔覆技术可以提高零部件表面的硬度和耐磨性以及耐腐蚀性等。
在激光熔覆涂层技术中应用激光加工设备能够使零件表面得到有效的处理，使零件的性能得到显著的提升，而且还可以在零件表面上应用金属粉末来进行熔覆涂层工作。
六、激光在微细加工中的应用
激光技术在微细加工领域的应用，主要是激光技术应用于材料的切割和钻孔方面，激光技术在金属、非金属材料加工领域的应用较为广泛。与传统加工方法相比，激光在金属材料的切割和钻孔方面具有非常明显的优势。
从目前的应用情况来看，在金属材料加工过程中，采用激光进行材料切割、钻孔与焊接等操作时，并不需要使用任何辅助设备，而且材料的热影响区域小，能够最大程度减少加工过程中产生的变形与热影响区。同时在金属材料加工过程中应用激光技术后，能够提高金属材料切削精度以及生产效率。
在非金属材料的加工方面，目前主要有三种方式：热压、热挤压与激光焊接。其中热压属于一种压力加工方式，在热压的过程中，需要通过真空实现加热，之后对材料进行加压，热影响区域较大。热挤压是一种机械挤压方式，通过使用机床与模具对材料进行挤压加工，能够将材料压缩，但加工过程中需要对材料进行加热。热压与热挤压的优点是材料在加工过程中产生的变形小，能够保证材料的形状精度。而激光焊接是一种新型的焊接方式，其原理是利用高功率密度激光束照射到工件上，使材料熔化凝固，之后通过热影响区实现焊接。从目前应用情况来看，激光焊接能够提高非金属材料加工精度以及生产效率。
结束语：随着科学技术的不断发展，在工业生产过程中应用激光技术，能够让机械制造技术实现自动化，这样也能为激光技术的应用提供更为广阔的空间。除此之外，激光技术在机械制造中的应用，也能够使激光技术在实际生产中的应用获得进一步提升，从而为激光技术的进一步发展提供更多的基础条件。总而言之，在工业生产过程中应用激光技术是非常重要的，这种技术能够让机械制造产
