激光加工工艺介绍.ppt

Laser polishing Mechanisms evaporation of surface material flowing or flattening of softening and melting material under the effect of surface tension Q-switch Nd:YAG laser: Pa=250W, tp=650ns, df=70um, v=35mm/s 德国亚琛夫琅霍费激光所（ILT, Willenborg, E. ） 100?m 微流体器件微通道准分子激光抛光 北京工业大学激光工程研究院 荷叶表面结构 Laser texturing 激光熔池振荡法表面织构化 Laser lithography 激光干涉法表面织构化 Particle lens 飞秒激光辐照钛表面微纳结构 laser fluence 2.5 Jcm?2, number of laser shots 280, (a) Vacuum (～1mbar) (b) air (atmospheric condition) (c) 100mbar SF6 (d) 100 mbar He Nayak1. Appl. Phys. A 90, 399–402 (2008) 激光快速成形 激光快速成形原理 激光快速成形分类 激光快速原型制造（Rapid prototype） 立体光刻（Stereo Lithography，SL） 分层实体制造（Laminated Object Manufacturing, LOM） 选区激光烧结（Selective Laser Sintering, SLS） 激光直接快速制造（Directed Laser Manufacturing） 激光熔融堆积（Directed Metal Deposition，DMD） 选区激光熔化（Selective Laser Melting, SLM） 激光变形制造（Laser Forming） 激光熔融堆积成形 F/A-l8E/F翼根吊环 900mm长×300mm宽×150mm高 大型钛合金零件—Aeromet公司 XXXX高空高速反导导弹部件 超音速巡航导弹部件 选区激光熔化成形 飞秒激光微纳制造 飞秒强激光微制备与加工 为材料制备和研究提供了新技术和新手段 突出优点： 极短作用时间 超高光强 无热影响 破坏区域小 高阶非线性 三维微加工 A drilling in steel produced by 3.3-ns pulses. A strong blur formation occurs and solidified droplets stick on the surface. Note the heat-affected zone around the hole . A drilling in steel produced by 200-fs pulses. Pulses energy is decreased by nearly one order of magnitude. 线性相互作用 高阶非线性相互作用 单光子过程 ? I 多光子过程 ? In 难于作用于材料内部 高光强、作用于材料内部 作用区域可远小于波长 作用区 } Fused silica ： absorption bandgap is ~9eV, IR fs laser beam: 800nm (~1.55eV) multiphoton process Femtosecond Laser Micromachining workstation was used to direct-write localized index-of-refraction changes within a glass substrate, creating a three-dimensional optical waveguide. 飞秒激光束 焦点 物镜 树脂 飞秒激光双光子聚合 Nature, Vol. 412, 697.2001 （ H.B. Sun et al ) a. 原始状态 b. 伸展状态 c. 阻尼振荡恢复曲线 820nm,19mW 3pN k = 8.2nN/m 激光加工工艺简介 激光表面改性 激光表面改性 固相加热 熔化 汽化 重熔 合金化 熔覆 非晶化 相变硬化 冲击