激光加工范文1
【关键词】钣金工艺；激光；应用
剪板、冲裁、折弯都是传统的钣金工艺方法，使用这些方法加工时都离不开模具，往往在一个产品的生产过程中需要配备的模具有几十套上百套。大量使用模具，不仅增加了产品的时间成本和资金成本，而且模具本身的回弹效应，还会降低产品加工的精确度，影响产品的重复性，还不利于生产工艺的变更，不利于生产效率的提高。随着市场竞争压力的增大，传统钣金工艺已不能够满足市场的需求，急需一种新型的加工方法来改变这种局面。激光加工技术是一种全新的无模具加工技术，将激光加工技术应用到钣金工艺中，能够节省大量模具，缩短生产时间，减少生产成本，增加产品的精确度，是适应市场发展需要的新型工艺技术。
1.激光加工技术的特点
激光是一种相干光源，具有单色性、平行性和相干性的特点，能量密度高，方向性好。激光束聚焦在被加工材料表面的某一点时，激光的光能会瞬间转化为热能，产生上万摄氏度的高温，再坚硬的材料都会在瞬间达到熔点温度迅速熔化，温度再继续升高达到沸点，材料发生汽化，使得被切除的地方形成了一个小孔洞，被切除的余料在汽化过程中被蒸发掉，没有残余。激光加工材料的过程实际上是待加工材料局部因温度急剧迅速升高持续发生液化和汽化现象的过程[1]。
激光加工技术可以实现传统的钣金加工方法难以完成的零件加工。当要在一个箱体较大的钢件上钻许多大小不一的孔时，传统钣金工艺方法无法做到，但激光加工技术就能够轻松完成。而且，在连续加工同样的零件时，激光加工技术比传统工艺技术的准确度更高，速度更快，市场竞争力更强。
在二维平面中，激光加工更有柔性。例如在使用激光切割机切割时，工件是固定的，切割机的割头是可移动的，这样不仅可以避免加工出现死角，提高加工材料的利用率，还能够简化加工设备。激光加工设备不是靠控制零件、设置模具或改变加工路线来进行加工的，而是由计算机系统整体控制来完成的，因此，激光加工工艺中不存在刀具的磨损、变形等问题，过程可以能够通过数控来完成，而且完成精度高，质量好。
2.钣金工艺中的激光加工技术
2.1 激光切割技术
近年来，激光切割技术的应用十分广泛，据相关技术研究分析表明，激光切割技术占激光加工技术的近70%。激光切割机主要由激光器、机床主体和控制系统三大部分组成，常用于激光切割的有CO2激光器和YAG激光器，其特点是切割精度高。根据切割要求不同，激光光源的功率从5W到90KW不等，切割钣金工件所采用的激光光源功率一般是在100W到1500W之间。当切口宽度要求在0.15mm至0.2mm之间时，激光光源的输出功率应该小于1500W，此时激光光源的振荡模式为单模振荡，切割面也会相对比较平整；当切口宽度在1mm左右时，激光光源的输出功率应选择大于1500KW，此时激光光源的振荡模式为多模振荡，切割面会留下少许污物。当在使用激光技术切割厚板时，则需要采用空气、氧气、氮气等辅助气体来配合完成，氮气是一种惰性气体，用它来辅助切割，能够有效避免切面发生氧化；在对厚度较大的板进行切割的时候，使用氧气作为辅助气体，能够加快切割的速度。
激光切割工艺中可使用CAD技术结合CAM技术来提供加工工件所需要的工艺参数和加工信息，高效、连续地完成自动化切割和生产。激光切割不需要大量更换模具，工艺参数变更简单，可广泛应用于各种高硬度、高熔点、硬质、脆性、粘性、柔性材料及薄壁管件的切割，而且还具有切缝窄、速度快、热变形小、切口平整的优良特性。
2.2 激光打孔技术
激光打孔技术是最早大规模运用到实际生产中的激光加工技术。和电子束打孔、超声波打孔、电化学打孔、射流打孔、电火花打孔、机械打孔等方法相比，激光打孔技术明显表现出了通用性强、效率高、成本低、效果好的优良特性，孔的平均精度为±0.02mm，表面粗糙度Ra约为1.6μm，若是采用数控激光打孔，孔的精度能够达到5μm，精确度极好。
在钣金工艺中，激光打孔所采用的激光是功率密度为104至105KW/cm2的脉冲激光，作用时间只有0.01至1μs，能够加工出直径为1μm的小孔。激光打孔技术不仅能够精准地打出与表面成各种不同角度的孔，而且对薄壁材料、复合材料、脆性材料、粘性材料等各种不同性质材料的工件都能够打深小孔和微小孔。
在用激光技术对钣金工件打孔时，孔直径的大小主要取决于激光聚焦光斑的大小，通常可以通过激光的功率密度和钣金工件的热系数计算得到固体激光打孔的最大孔深。不是所有的工件都适合采用激光打孔。对于那些激光反射能力强、导热性能好、熔点高蒸汽压力低的工件，采用激光打孔效率很低；激光打孔的孔径一般都在1μm至1.524mm之间，当孔径大于1.524mm时，应该采用激光套料法打孔；在加工大孔和台阶孔时，不能采用激光打孔。
2.3 激光焊接技术
激光焊接技术近年来迅速发展并广泛应用于航天、航空、汽车工业中，可以焊接各种金属、合金、复合材料和陶瓷材料。与传统的焊接方法相比，激光焊接方法可使单位长度的焊缝在瞬间迅速获得更大密度的能量，焊接速度更快，焊缝受到热量和形变的影响更小，焊接头的物理力学性能不会因焊接而变差。
当功率密度为100至1000KW/cm2的激光作用在金属材料上，进行激光焊接的过程为：金属熔化产生液态熔池形成空洞金属汽化蒸汽压力扩张形成焊缝。激光焊接的焊缝深度及形状受金属材料的热力学性能影响。一般情况下，激光束与液态熔池外表面张角在70°左右时能量密度最大，焊缝深度也最大，此时连续激光焊接速度V与焊接深度H形成正比例关系。当激光焊接的输出功率在0.1至5KW之间时，焊机速度V与输出功率P呈线性关系。
2.4 激光成形技术
激光成形技术作为一种无模具成形的新技术近年来已有所发展。传统的钣金工艺成形方法有冲裁、弯曲和挤压等，但这些方法对模具的依赖性很强，而激光成形技术让钣金工艺实现了无模具生产的可能，目前常用的激光成形技术有激光冲击成形技术和激光弯曲成形技术。
激光冲击成形技术是指利用激光对钣金工件的覆盖层进行照射，通过覆盖层受热蒸发产生冲击波而达到使工件发生塑性形变目的的技术[2]。在对工件进行激光冲击成形操作之前，需要做以下准备工作：首先，在工件表面涂一层不透明的材料，如黑漆，形成覆盖层；然后，在覆盖层上方覆盖一层透明物质，比如水，形成透明层。然后使用激光照射，激光透过透明层照射在覆盖层上，覆盖层吸收了激光的能量，一部分覆盖层材料受热蒸发后，仍然吸收着激光的能量，激光的能量转化为蒸汽的内能，蒸汽立即变成了高压气体。由于透明层的限制，高压气体形成冲击应力波，一部分作用在工件上，使工件发生形变，另一部分穿透透明层作用在工件表面，使得表层产生残余压应力，使工件表面得到强化。虽然在这个过程中会有大量的热量产生，但是一般工件表面温度只有150摄氏度左右，而且持续的时间也只有零点几秒，材料的微观结构没有改变，激光冲击成形技术是一种冷加工工艺技术，适合用于自动化生产中。
激光弯曲成形技术是指钣金工件的局部表面在激光光束的照射下受热，再使用冷却水等冷却介质将工件迅速冷却，使局部产生温度应力而产生形变的技术[3]。激光弯曲成形所需要的时间长短取决于工件的材料特性和工艺参数，零件的形变方式和形变程度是由计算机程序来控制的，故激光弯曲成形工艺中，要注意及时维护计算机数据库和物理影响因素库，确保信息的准确性和完整性。
2.5 激光刻蚀技术
由于激光刻蚀技术具有高效、节能、环保、无接触、无磨损、灵活性高、标记永久的特点，激光刻蚀技术已广泛应用于材料加工、制造、测绘、科研等众多领域。在钣金工艺中，若是要用激光刻蚀出理想的标记或符号，只需要在控制系统中设置好程序和参数即可达到目的，产品完全由设计思路来控制，可做到成本可控，产品可控，经济效益显著，而且全过程无污染，也符合绿色环保的要求。
3.结论
激光加工技术产品具有优质、高效、节能的优点，激光加工技术已逐渐使用到钣金工艺生产中，但激光技术的全面推广仍受技术理论和加工设备等因素的制约，许多方面的应用还有待进一步深入。
参考文献
[1]刘淑敏，椽度仁.激光加工技术的地位、特点和发展趋势[J].国外激光，2011（3）：18-19.
激光加工范文2
关键词 钣金加工；激光切割机；原理与特点
中图分类号TG93 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）73-0125-02
据相关工业加工技术的数据研究表明，激光切割作为激光加工行业中的一项最重要的切割技术工艺，其占有比例可以达到70%，可见其应用的广泛和重要。激光切割技术是激光加工工艺中比较重要的一部分，它也是世界上公认的比较先进的切割工艺之一。随着社会生产的不断发展以及工业加工技术的不断进步，激光切割技术也在随之快速的发展与进步，其在钣金加工中的应用也越来越广泛，并发挥着其他工艺无法比拟的作用。
1 激光切割机及其相关原理概述
1）激光：作为一种相干光，它具有极好的单色性能、极高的亮度、较高的能量密、以及优秀的方向性等优势特点，在工业加工中它被广泛地应用于激光切割、打孔、焊接以及打标等多方面，同时具有较大的发展空间与开发潜力；2）激光切割机：能够广泛并普遍被应用于切割普通钢板、硬质合金和不锈钢等诸多金属性质材料，以及陶瓷、玻璃、纤维板等诸多非金属性质物质。激光切割机的工作体系主要分为三大重要部分：机床主机、激光器以及控制系统。作为整个体系的中枢部分，控制系统主管并协调整个系统的正常工作，其主要任务在于协调并控制加工的轨迹、控制焦点的位置，同时注重与机、光、电等整体的调和；3）激光切割的原理：经过聚焦后的激光束对无论怎样坚硬的材料都能发生上万度的高温，促使材料能够在瞬间熔化与蒸发，同时产生强大的冲击波，达到使熔化的物质能够以爆炸性的方式一瞬间喷射并去除的目的。正是由于这一特殊性质，激光切割机可以将激光束聚焦在要被加工的材料表面的某个点上，引发并促使激光从光能到热能的转换，同时在几微妙的超短时间内，使激光束聚集点的温度快速升高至材料的熔点，再升高到沸点，使材料达到气化的状态，随后形成一个小孔洞。另一方面，激光束在激光切割机的控制与操作下，按照其预设的移动路径进行变化。在整个过程中，待加工材料的表面持续不断的发生液化、气化现象，并随之在激光经过的路程留下既细又长的一道割缝。
2 激光切割技术的优点
激光切割的速度极快、切缝较小、切口部分光滑且整齐、总体的切割质量较好等。与传统切割技术相比较，激光切割技术不存在对刀具的严重磨损；切割表面的热量范围影响比较小；切割的应用范围较大，不受形状等方面的限制，比较容易实现数控化；实施复杂加工的时候，能够不借助模具的支持并依然保持高质量、高精度的完成各种钣金加工工作。因此，很多工业制造单位已经开始关注激光切割技术的重要作用，且在钣金加工中逐渐积极的应用激光切割技术。
3 激光切割技术的发展与现状
我国的工业加工体系中，激光技术主要被应用在切割、焊接、标记以及热处理等加工方面。我国激光切割工业的起步虽然并未晚于西方国家很多，但由于自身的基础较差，所以激光加工技术还未能实现广泛的应用，且激光加工工业的整体发展水平与先进国家仍然存在较大的差距。激光切割技术是激光加工工业中最早、最多应用的一种加工技艺，其存在、应用与推广皆有很大的开发空间。随着我国经济技术的快速发展以及工业领域的不断进步，越来越多的钣金加工领域需要开发，更多的工业城市需要建立加工技术中心，以提高经济效益。
4 激光切割机在钣金加工中的实际应用及优势
1）激光切割能够有效的利用编程软件的优点，极大的提高薄板型材料的利用率，减少材料的使用与浪费，同时减轻工人的劳动强度与力度，达到理想的效果。另一方面，优化排料的这一功能性，可以省略薄板切割的开料环节，有效的降低材料的装夹，减少加工辅助的时间。因此，促使切割方案更合理的安排，有效的提高加工效率及材料的节省；2）在日益发展的市场环境中，产品的开发速度即意味着市场。激光切割机的应用，可以有效的减少模具的使用数量，节省新产品的开发周期，促进其开发的速度与脚步。零件经过激光切割后的质量良好，且生产效率明显提高，有助于小批量的生产，强而有力的保障了产品开发周期日渐缩短的市场氛围，而激光切割的应用可以对落料模的尺寸大小进行精准的定位，为日后的大批量生产铺垫下坚实的基础；3）钣金加工作业中，几乎所有的板件痘需要在激光切割机上一次成形作业，并进行直接的焊接合套，所以激光切割机的应用减少了工序与工期，有效的提高工作效率，能够实现工人劳动强度与加工成本的双重优化与降低，同时促进工作环境的优化，极大的提高研发速度与进度，减少模具投入，有效的降低成本；4）激光切割机在钣金加工中干的普遍应用，能够有效的缩短新产品等的加工与制造周期，极大的减少模具的投入等；极大的提高工人的加工速率，省去不必要的加工程序；同时，激光切割机在工业加工中的广泛应用，能够有效的加工各种复杂的零件，提高精确度，有助于直接缩短加工周期、提高加工的精准度、略去冲压模具的更换程序，有效的提高劳动生产率。
5 结论
总之，激光切割机在诸多领域中都得到良好且广泛地应用，尤其是在钣金加工中作为一种新的技术工艺方式，激光切割更是大大的提高了生产效率和产品质量。未来，激光切割技术在生产与生活中也一定会获得更多的肯定，其应用前景与发展前景均十分广泛。随着社会工业的不断发展以及激光加工技术的进步，激光切割技术必然会成为钣金加工技术应用中的重要加工手段，因此，值得广大同行的关注与重视，在实际生产中予以大力的推广。
参考文献
[1]王大力.激光切割机在钣金加工中的应用[J].科技资讯，2012，2：112.
[2]汤坚，吴忠平.激光切割在钣金加工中的应用[J].纺织机械，2001(6)：44-45.
激光加工范文3
【关键词】塑料；加工；激光；焊接
激光焊接技术是通过该运用激光束产生的热量熔化塑料接触面，最终把热塑性片材、薄膜和模塑零部件粘结在一起。塑料的激光焊接技术是在利用激光束与有机高分子物质的作用以此达到对塑料的焊接和处理等加工的目的。激光加工技术是一种包括光、机、电和材料等多门学科在内的综合技术。激光加工无需接触加工面便能进行焊接，不仅能完成各类形状复杂塑料的高精度焊接，不会存在刀具磨损和更换刀头等工序，速度快、噪声小，推广价值很大。将激光技术与计算机控制技术相结合，能更好的实现激光加工全自动化，其优势和应用价值相当大。
1.激光焊接技术的工作原理及其特点
塑料的激光焊接会在很大程度上与焊接材料相关。一般的激光焊接主要是通过激光透射焊接，一方面要求这个激光辐射能穿透零件，另一方面要求零件具有强列的吸收性能。在采用这种焊接技术的时候，要注意避免2个焊接件相互间的裂缝。在进行激光焊接时，吸收性的零件升温并且局部熔化，通过热传导将能量传递到透光的零件，通过外部的压力将2个零件紧密结合在一起。所吸收的近红外线激光转化为热能，将两个部件的接触表面熔化，最终形成焊接区。这种焊接方法能够形成超过原材料强度的焊接缝。
当前，我国市场上广泛运用的塑料焊接技术主要有振动摩擦焊接、热板式塑料焊接及超声波焊接等，主要是用在用于连接敏感性塑料制品、几何形状复杂的塑料件以及洁净度要求高的塑料制品上。
使用激光焊接技术来熔接塑料部件，具有很多其他传统方法不可比拟的优点：焊接缝尺寸精密、不透气及不漏水；激光焊接的接缝牢固且洁净，可以将很难连接的改性橡胶及玻纤填充的热塑性塑料进行焊接；能获得高精度的焊接件。在焊接的时候，树脂降解少，基本不会产生碎屑和飞边，部件表面能够精密连接；焊接设备不需要和被黏结的塑料零部件相接触，与其他熔接方法比较，大幅减少制品的振动应力和热应力；最小化热损坏和热变形，可以将不同组成或不同颜色的树脂黏结在一起；可焊接尺寸极小或外形结构复杂的零件，对有些复杂零件甚至可以进行“穿透焊接”；无振动技术能产生气密性的或者真空密封结构；能够将多种不同塑料焊接起来，而其他焊接方法有较大限制；设备自动化程度高，能方便用于复杂塑料零部件加工。非常适合运用在外形（甚至是三维） 复杂塑料品的焊接上；能够焊接其他方法不易达到的区域。
因为激光焊接具有上述众多优点，因此尤其适合运用在对于清洁焊接方式要求高的焊接加工中，如可以运用在含线路板的塑料制品和医疗设备中。
2.塑料材料对激光焊接的适应性
激光焊接塑料材料必须对激光有吸收，否则就不能完成塑料的激光焊接。绝大多数本色的塑料和许多有色的半透明塑料都能采用激光焊接，例如聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯（PP）等材料。对于吸收率低的热塑性塑料，首先要选择合适的激光种类；二是在其中添加炭黑等激光增敏剂，能有效提高塑料对近红外激光的吸收率。通过对各种塑料材料对激光反射率和透过率的研究，可以解决激光焊接塑料的材料等问题。
激光焊接方式并不是适用于所有的材料，在以下材料中不适宜适用：高性能聚合物，如PPS，聚（PEEK）和LCP等材料中，因为这些材料对于近红外光的透射率很低，不适合适用激光焊接方式；如果两种材料中都有炭黑时，因为二者都为黑色，就不能焊接在一起。同时，两种对近红外线激光都透射的材料（通常是透明的或者白色的），因为会很少的吸收近红外光，不能使用激光焊接。而在很多工业塑料上，这些产品都要求透明。由于许多矿物填充的化合物能够吸收近红外线激光，所以通常不适合用激光焊接。高填充的玻纤增强物能够改变近红外线激光的透射率，降低焊接效率。不过原料供应商的配方中的玻纤含量通常不会超过这个限度。
3.激光焊接技术的运用
激光焊接技术起源于20世纪70年代，但是它的造价比较高，不能与更早的振动焊接技术、热板焊接技术相竞争。但是，在20世纪90年代中期，激光焊接技术所需要的设备费用大大降低，这种技术慢慢的真正走进工业应用当中，并被人们所认可。
塑料的激光焊接技术主要用于普通焊接技术难以适应的塑料制品（如高密度线路板）、形状复杂的塑料件以及有严格洁净要求的塑料制品（如医药设备、电子传感器等）等。激光便于计算机控制，采用光纤激光器输出激光束可使激光灵活地达到零件各个微小部位，能够焊接其他焊接方法不易达到的区域。传统焊接技术无法焊接的异型塑料也有机会加以良好焊接，如用激光可将能透过近红外激光的聚碳酸脂（PC）和30% 玻纤增强的黑色聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）焊接在一起，而其他的焊接方法根本不可能将2种在结构、软化点和增强材料等方面如此不同的聚合物连接起来。
激光焊接技术被广泛运用在被黏接的非常精密的塑料零部件材料（如电子元件）或要求无菌环境（如医疗器械和食品包装）中。激光焊接技术速度快，特别适用于汽车塑料零部件的流水线加工。另外，可以将激光焊接技术运用在那些很难使用其它焊接方法黏接的复杂的几何体中。目前国内使用的塑料焊接技术主要有热熔焊接、高频焊接、振动摩擦焊接及超声波焊接等。塑料的激光焊接技术在欧美发达国家已经得到了一定程度的应用。我国这方面的技术尚在起步阶段。
近年来，激光二极管广泛用于焊接及塑料的连接。激光焊接已用于制造汽车传感器、调速控制箱及薄壁医用管的精细焊接。激光焊接要求所焊接的2种塑料对同一波长的光有不同的反应，其中一种材料对激光必须具有穿透力，而另一种必须可被激光吸收，激光从上方接合处的穿透性元件传到下方可吸收元件，这样辐射能量就被转化成局域性的热能，此热能导致塑料的熔化。而透明塑料部位的熔化是通过与非透明材料的接触性热传导所致。在外部夹具的施压下，由局部加温而产生的焊接处热膨胀可形成牢固接缝。
4.激光焊接技术几种主要方法
根据激光器随塑料零件移动方式的不同，可把激光焊接技术（方法）分成四种类型：
4.1顺序型周线焊接
激光沿着塑料焊接层的轮廓线移动并使其熔化，将塑料层逐渐黏结在一起；或者将被夹层沿着固定的激光束移动达到焊接的目的。
4.2同步焊接
激光束经自适应光学系统或光纤，使光能均匀地分布在整个焊缝结构上。由于使用的装置很复杂，这种技术通常仅限于大批量焊接较大零件使用。
4.3准同步焊接
该技术综合了上述两种焊接技术。利用反射镜产生高速激光束（至少10m/s的速度），并沿着待焊接的部位移动，使得整个焊接处逐渐发热并熔合在一起。
4.4掩模焊接
激光束通过模板进行定位、熔化并黏结塑料，该模板只暴露出下面塑料层的一个很小、精确的焊接部位。使用这种技术可以实现小于10m的高精度焊接。
总之，激光技术发展到今天已经成为一门综合性科学，并可大大加快塑料产品研发的速度，使塑料生产企业获得更大的市场主动权。随着塑料工业的发展，激光技术的大规模应用无疑会给塑料工业带来革命性的影响，对于激光产品提供商来说，更是一种难得的机遇，也必然会推动激光技术的进一步发展。
【参考文献】
[1]庞振华，宋杰，杨绍奎，马跃新.激光塑料焊接技术及其典型应用[J].机电工程技术.2010（4）：17-19.
激光加工范文4
关键词 激光加工技术；钣金工艺；应用
中图分类号 TG3 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0111-01
1 激光与激光切割机
激光是相干光其中一种，具有最佳的单色性能、超高的亮度以及巨大的能量密度，同时具备良好的方向性。激光具有独特的特点，因而被广泛地应用于主要有激光打标、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光快速成型、激光成像等等，同时在这些领域上都有广大的应用空间以及发展潜力。激光加工技术在钣金加工工艺中具有很重要的位置，大大提高了钣金工艺的劳动生产率，推动了钣金工艺的发展。在钣金加工中，使用激光切割机可以大大地缩减加工的周期，提高加工精度，加快产品的开发速度，同时也降低了成本，这些优点被众多制造企业关注，且逐渐在钣金加工中采用激光切割机。在钣金加工中，激光切割机可以缩短加工周期、提高加工精度、省略更换冲压模具这一项环节进而可以对更多高度复杂的零件进行高精度加工，在钣金加工中被广泛的应用。
2 激光切割的原理
其具体原理是：激光切割机把激光聚焦在需要加工的材料表面上的任意一点，激光的光能则在这一点上转换为热能，在非常短的时间之内，激光照射点的温度会急速升高，到达材料的熔点，之后升至其沸点，材料开始融化，然后气化，之后这一激光照射点就会变成一个小孔；这时候激光切割机已设定好移动的路径，激光束则在激光切割机的控制之下顺着设定路径开始移动，在这一过程中，被切割材料的表面会出现液化、气化的变化，并且激光束经过的路径会遗留下一道细长的缝隙。
3 激光切割在薄板加工中的应用
3.1 以软件优势来增强薄板材料的利用率
AMADA的激光切割机的编程软件是AM-LASER，其CAD工作平台采用的是CADKEY7.0，并且以Lnest以及旋转支撑等功能进行辅助。Lnest可以在定尺材料上对厚度相同的不同零件进行优化排列，利用此功能，激光切割薄板可以省去开料这一道工序，减少工时，同时也有效地降低材料装夹的次数。瑞士百超的激光切割机采用的是“飞行光路”这一较为先进的原理，需要加工的板材则不用夹紧，没有存在加工死区，同时加工的速度大大的提高；编制切割方案的时候，必须按照生产计划将料厚相同但类型不同的多排列在定尺材料之上，以此增强材料的利用率。
3.2 有效减少模具的数量，提高产品开发的速度
近几年来，在纺织机械产品当中，少切削、无切削及钣金件占据的比重逐渐增大。然而，目前的市场竞争十分激烈，如何满足用户相对较小但是批量又很多的的品种尽快交换的要求，这是每一个企业所面临的很大难题。如果工艺设备过于落后，那么每一项钣金类零件在落料生产工序中则会花费大量的工作时间。绝大多数落料都要用到模具，而模具的设计以及生产都需要一定的时间；另外，新产品的出现都是要经过单件小批量地生产，而且零件还会依据试制情况的变化做出相应的改变与调整，如此，利用模具则大大增加了成本。而采用激光切割落料，无需利用到模具，节省大量的模具投入，加大缩短了生产的准备时间，加快了产品开发的速度。如今的市场瞬间万变，产品开发的速度越快就越能提前占领市场。激光切割冲压零件还可以确保模具设计的准确性。落料是拉伸成型的前道工序，其落料尺寸通常要进行修正。然而利用激光切割出的冲压零件在成形模上试加工，可以比较准确地制定出落料模的尺寸大小，为今后进行大批量生产做
基础。
3.3 激光切割技术比传统加工技术更具成本优势
激光束都是以点的形式存在，因此在二维平面加工中具有很大的柔性化。激光切割机加工过程中，只有切割头进行移动，但工件则是静止，无需设置微连接，有助于激光在切割加工过程中比较简便。它的计算机CAM系统不需要进行单个零件的加工工艺的制作，仅仅需要把排样的结果以及切割的路线进行优化即可，然后启动激光发生就可以加工。但是，在复合机当中，则需要进行模具设置、激光切割路线的预设以及微连接部位的设定，之后才可以进行下一步的加工。由此对比，激光切割机与复合机比较，激光切割机的工艺工序准备工作时间大大的减少。在实际运用当中，复合机在加工的时候，由于夹钳拖动工件以及模具存在一些落料量，因此在原材料上则会出现加工死区，然而激光切割机进行切割时于工件静止，因而没有出现死区，从而提高了原材料的利用率，有效降低了单件工件所消耗的原材料成本。近几年来，激光切割的加工精度逐渐提高，很多工件不需要利用精加工工序也可以直接达到设计的相关要求，极大地简化一些加工工序，降低了单件的加工成本。同时，由于激光切割机切割速度的快速提高，极大地减少了工件的加工时间，同时操作人员的个人生产效率也得到很大的提高。
3.4 激光切割所加工产品的精度进一步提高
由于激光切割加工速度不断提升，促使工件的加工热所影响的范围逐渐减小，整个工件在切割加工中所出现的热变形量也随之减小。同时，由于二氧化碳激光发生器的稳定性能逐渐提高，也促使激光切割面的光洁度随之增强。另外，工件静止的加工方式大大减少了振动。由于激光切割加工的精度水平的不断提高，使得激光切割加工的农机板金件也逐渐发生改变，由原来的低精度件逐渐转向高精度件发展。从生产实际情况来看，原先复合机APELIOⅡ357通常是加工材料厚度低于2 mm的比较薄的零件，主要加工的是纺机的外包容件。而现在激光切割机既可以加工上述的零件，又可以加工材料厚度于3 mm-4 mm或者是大于6 mm的中厚零件。这类零件大多数是结构件、传动件以及主要的工作件，
对于加工精度的要求比较高，其中，有一部分的零件已经接近精加工件的精度要求。采用激光切割的加工零件，不仅具备变形量小、加工面光洁度高的特点，同时还有工毛刺小甚至没有、零件的尺寸大小一致性好等特点，在农业机械的装配尺寸精度控制中具有重大的作用。
3.5 增强产品的技术含量，提高企业的竞争力
激光切割可以加工一些通常方法都比较难加工的零件，例如染整机这一系列中绝大多数不锈钢箱体，它上面有很多不一样的孔，由于箱体比较大，以普通加工方法很难进行加工，然而激光切割完全可以满足这一类的要求，而且加工同一零件所用的时间很短，准确性极高。产品的技术含量也不断地提高，因此市场竞争力也随着增强。
4 结束语
激光切割在生产制造中具有广阔的应用前景，是钣金加工工艺中另一种新的且实用的加工方法。从国外引进的激光切割机与AMADA比较具有独特的优势，主要有以下几点新的提高：①加工速度非常快速，成倍的提高，其综合效率明显提高，甚至高于数控冲床；②节省大量的材料。工件无需夹紧，也没有加工死区；③切割头更换十分简便快捷。不用任何工具，几秒之内即可进行更换，所有的管道以及电路都内置于切割头的后部；④软件操作界面非常好；⑤可以交换工作台系统。应用第二个工作台，切割过程中可以进行人工上料，可以人工卸料，生产效率提高50%；⑥能够高速地加工出尖角以及小圆角；通过光纤高速将数据传递，可以有效地实现切割速度于激光功率进行同步控制。
参考文献
[1]李钰,马继山.钣金件快速精确加工中的激光切割工艺分析[J].火箭推进,2009:66.
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激光加工范文5
【关键词】激光微加工 集成电路 制造业
激光能够非常好的适应空间，并且具有良好的空间适应性以及时间适应性。尤其是能够针对不同的材质、形状尺寸等加工适应度非常高，非常适合自动化加工体验。激光微加工技术能够将加工手段与计算机数控进行完美的结合，并且进一步成为现代化制造业优质、高效、低成本、适应性强的关键技术。一般情况下，激光微加工技术主要适用于电子产品，因为电子产品对于加工技术的要求比较严格，利用激光微加工技术进行各种高科技的应用，能够进一步提高电子产品的质量。
1 激光微加工技术的主要特点
1.1 激光微加工速度快
由于激光的能量束密度非常高，所以热影响区域小，这样一来加工的速度也就会进一步提高，从而实现对于微电子产业中各种高硬度、高脆性以及高熔点的材料进行加工。
1.2 无需机械接触
激光束不需要针对加工材料进行传统的机械挤压或者机械应力，这样对于加工材料的损害就会相应减少，也不至于损坏被加工的物体。由于这样的特性，也不会由于加工而引起有毒气体、废液、废料的产生，对于环境也不会造成影响，代表着未来电子制造业的最先进的加工工艺。
1.3 激光直写
激光直写技术能够突破传统的模板限制，并且根据加成法和减成法的制造方式都能够统一完成，可以说激光微加工技术的工艺集成度非常的高，也尤为符合集成电路制造的小批量、快速试制的要求。
1.4 激光技术与计算机集成系统相结合
通过激光微加工技术与计算机集成制造系统相结合的方式，能够保证计算加工的内容和方式变得更为精确，也能够保证激光微加工技术易于导向、聚焦，从而针对经常变换不同加工模式的用户非常的方便。
2 激光微加工技术的应用
2.1 激光微调
所谓的激光微调，就是利用激光束聚焦点的光斑来达到要求的能量密度，并且尽可能的选择汽化一部分材料，进一步保证电子元器件的精密调解。通过激光未加工技术来针对电阻、电容、石英晶体、集成电路等进行调解，能够保证以集中的能量来进行加工材料，并且对于附近的元器件影响非常小，也不会产生一定的污染，与其他加工方式相比，激光微调具有速度快、成本低、效率高的有点，并且能够精确到每秒中调解200个电阻。从目前激光微调技术发展的方向来看，激光微调技术融合了激光、光学、精密机械、电子学、计算机等一系列高科技项目，而且激光微调技术未来的发展方式也在朝向多功能、高速高自动化的发展方向。
2.2 激光打孔
目前我们使用的各种银行卡中IC芯片封装都是利用激光打孔技术嵌入的，目前最常用的多层电路板过孔加工的方法主要包括了光辅助化学刻蚀、等离子体蚀孔、机械打孔、激光打孔等方式，但是由于其他方法的使用成本太高、设备前期投资巨大，工艺要求无法满足，所以激光打孔已经逐渐发展成为主要的打孔方式，而且激光打孔更加的便宜、高柔性、低成本、适应材料丰富。
2.3 激光清洗
从目前来看，激光清洗的机理主要包括两种方式。一种是激光的能量被周围的微粒和清洗剂吸收，这样造成清洗剂快速升温，并且出现爆炸性汽化，这样就能够直接将材料表面的微粒冲出，从而达到清洗的目的。另一种方式并不需要清洗剂，而只需要激光照射在材料的表面，通过激光吸收的能量产生热能量，将微粒冲出表面，这样的方式需要激光的精度够高，被称为干式激光清洗法。
而且，随着集成电路的密封等级不断提高，制造过程中如果被微粒等污染，会导致材料出现严重不足，传统的化学清洗法、机械清洗法、超声波清洗法等对于材料表面的微粒处理非常的困难，但是激光清洗法能够通过无研磨、非接触、无热效应的方式针对各种材料进行清洗，从而有效的去除材料表面的微小颗粒，而且又不会使得模板出现碎裂或者其他污染，所以说激光清洗法师目前最有效、最安全的方法。
2.4 激光柔性布线
激光柔性布线技术是最近兴起的电路板布线技术，通过激光束的扫描光、热的作用来直接在集成路表面进行预涂层、溶液或者气体等，从而发生物理化学法宁，进一步形成金属导线的柔性不限技术。利用激光柔性不限技术能够针对集成电路板中封装结构的导线布线或者及时修复。激光柔性布线技术具有多样化的生产方式，适用于小批量生产。
2.5 激光微焊
激光微焊技术能够在集成电路中进行封装处理，对于引线和印刷电路板的焊接、引线和硅板之间的焊接、细导线和薄膜的焊接、集成电路的焊接等用途。激光微焊与其他的焊接技术相比较来说具有很明显的特点，比如激光强度更高、对周围加工产生热影响较小，而且激光可以达到其他方式无法进入的区域，从而保证激光与不同材料之间进行相同组合，这样也能够增强激光焊点的高精度。
3 结论
对于激光微加工技术来说，激光微加工技术的好与坏直接影响到产品的质量，所以激光是整个激光微加工技术过程中的重要环节。但是在目前的技术条件和水平之下，对于激光微加工技术无法实现全面的检验，对焊缝的无损检测技术也无法保证激光微加工技术。所以要对于激光环节的各个步骤进行严格的控制与管理，强化激光微加工技术过程中的激光微加工技术。本文通过对于激光微加工技术过程激光微加工技术保证的重要意义进行全面的分析，并且结合笔者在从事集成电路制造的多年经验进行深入的分析，从激光微加工技术不足入手，并且针对性的提出解决办法，促进集成电路制造的质量得到提升。
参考文献
[1]蔡志祥，曾晓雁.激光微熔覆技术的发展及应用[J].中国光学与应用光学，2010（05）：405-414.
[2]曹宇，李祥友，蔡志祥，曾晓雁.激光微加工技术在集成电路制造中的应用[J].光学与光电技术，2006（04）：25-28.
激光加工范文6
【关键词】激光切割；正交试验；表面质量
Research on Surface Quality of Solid Laser Cutting？Processing
GOU Gang LIU Yong ZHANG Xue-juan
（school of Mechanical Engineering &Automation，Xihua University，Chengdu Sichuan，610039，China）
【Abstract】Laser cutting is playing an important role in the field of machinery industry， sheet metal， hardware and electronics industries， etc. Through the analysis of the orthogonal test， the author discussed the influence of pulse width， discharge voltage， pulse frequency and cutting speed on surface quality when the other conditions are invariable， and found the primary and secondary factors and optimal parameter combination affecting surface quality.It is helpful to seek better technology parameter for production and the theory research.
【Key words】Laser cutting； Orthogonal experiment； Surface quality
激光加工是一门发展迅猛的特种加工技术，它具有高精度、高速度和高适应性的特点，同时还具有切缝窄、加工柔性好、热影响区小等优点。已经成为发展我国新兴产业，改进传统制造业的关键技术之一[1]。激光切割加工是一个相当复杂的热加工过程，影响因素非常多，而且各因素之间相互影响相互制约。如果加工时工艺参数选择不当，则加工质量必定会受到很大的影响。正确选择切割参数对于提高零件质量和生产效率以及减少加工成本具有重要意义[2]。目前切割参数主要集中在切割速度、激光功率和辅助气压上，一般情况下，激光功率和辅助气压都有相对稳定的参考值。本文主要探讨切割速度、脉冲宽度、脉冲频率和放电电压易调节工艺参数对切割质量的影响。通过正交试验，找出这几个参数的主次影响以及最优组合。
1 试验设计和试验内容
1.1 实验设备
实验采用武汉金运激光有限公司生产的KJG50330-500W-YAG金属切割机，主要技术参数如下：输入功率12.5KW；最大输出功率为500W；调制频率1～500Hz；光束脉宽0.5～20ms；激光波长1.064um。
1.2 实验材料
实验选用Q235低碳钢板，加工试样厚度尺寸：δ=3mm，切割样件平面尺寸：40mm×15mm。
1.3 正交试验设计
正交试验设计是研究多因素和多水平的一种设计方法，其根据正交性从全面的试验中选出具有代表性的点进行试验，这些点具备了“齐整可比，均匀分散”的特点，因此正交试验设计是一种高效率、快速、经济的实验设计方法[3]。如五邑大学的邓祥明曾使用改进的混合位级正交表L16（43×22）研究确定电火花线切割加工工艺参数[4]。本次采用正交试验，在其它条件一定的情况下，选择输入电压、脉冲宽度、脉冲频率和切割速度作为激光切割试验的因素。根据确定的4个因素和4个水平，采用L16（ 44 ），表头设计见表1。
表1 正交试验表头设计
1.4 激光切割试验结果
根据试验方案的设计随机安排顺序进行16次加工试验，部分试验结果如表2所示。
表2 正交试验结果
2 实验结果的极差分析
极差分析法又称为直观分析法，它具有直观形象、简单易懂、计算简单等优点，可以非常简单的观察分析出各试验因素水平变化对试验指标的影响大小、重要程度、变化范围，是正交试验结果分析最常用的方法[5]。根据极差分析方法，对正交试验数据进行极差分析如表3所示。
表3 极差处理分析表
由极差分析表3可知，在本次实验的四个因素中，对表面质量影响最大的是切割速度，其次是脉冲宽度，影响最小的是放电电压。在加工中获得最小表面粗糙度的最优组合是A1B2C3D2。
3 实验结果的方差分析
由于实验过程中往往存在误差，而极差分析虽然能直观形象地选择出最优参数组合，但不能区分出各因素水平不同而带来的系统误差和试验的随机误差。对于误差较大或者精度要求比较高的试验，只采用极差分析而不考虑试验误差的影响，就会给分析带来困难，甚至可能影响试验结论。采用方差分析可以更准确地分析出在各种因素作用下何种因素对试验指标影响较大[5]。对试验结果进行方差分析如表4所示。
表4 方差分析表
通过方差分析表4可知，Fc大于F0.9（3，3）=5.39，FB、FD大于F0.95（3，3）=9.28，因此因子C在α=0.1的显著水平上显著，B、D在α=0.05的显著水平上显著，因子A不显著。即切割速度对表面质量的影响最大，其次是脉冲宽度，输入电压的影响最小。这和极差分析的结果一致。
4 结语
在固体激光切割加工过程中，通过正交试验得到了不同加工参数（脉冲宽度、放电电压、脉冲频率和切割速度）对加工表面质量的影响规律，结果表明：
（1）本课题所选用的四个参数（脉冲宽度、放电电压、脉冲频率和切割速度）中，对激光切割质量影响最大的是切割速度，随着切割速度降低，切割表面粗糙度增加，速度过低时，因氧化反应热在切口前沿的作用时间延长，切口波浪形比较严重；随着切割速度的增加，工件表面的粗糙度有所提高，当达到一个最佳的切割速度时，此时切割表面的粗糙度最小。当切割速度增大到某一定值后则会出现无法切透板材的现象。
（2）脉冲宽度是激光能量作用的时间，在激光功率一定时，随着脉冲宽度的增加，一个脉冲激光能量就会增加， 相应地对板材的烧蚀效果就越大，表面粗糙度会有所增加。试验表明，减小脉冲宽度， 增加脉冲频率会使切口连续且平滑。
（3）激光功率、离焦量、辅助气压、板材厚度以及材料等因素对表面质量影响也很大，尤其是辅助气压和激光功率，本课题是在这些因素一定的情况下讨论加工中经常调节到的参数对割质量的影响情况，在以后的研究中，应该根据实际情况选择更多的参数和指标进一步深入研究。
【参考文献】
[1]孙晓东，王松，赵凯华，等.激光切割技术国内外研究现状[J].热加工工艺，2012，41（9）：214-216.
[2]阎启，刘丰.工艺参数对激光切割工艺质量的影响[J].应用激光，2006，26（3）：151-153.
[3]范彦宏，周玉成，李雅克.正交实验法在激光切割工艺参数选取中的应用[J].激光杂志，2008，29（5）：83-84.
