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先进激光加工技术课件

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目录

01

激光加工技术概述

02

激光加工技术分类

03

激光加工设备介绍

04

激光加工应用领域

05

激光加工技术挑战

06

激光加工技术发展趋势

激光加工技术概述

章节副标题

01

激光加工技术定义

激光加工利用高能量密度的激光束对材料进行局部照射，通过热效应或光化学反应实现材料的切割、焊接等加工。

激光加工技术的原理

激光加工技术广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗等行业，用于精密加工和复杂形状的制造。

激光加工技术的应用领域

激光加工原理

激光束的聚焦特性

光与物质的相互作用

激光通过高能量密度与材料相互作用，实现切割、焊接等加工过程。

利用透镜或反射镜将激光束聚焦到极小的点上，以达到高精度加工的目的。

激光加工中的热效应

激光加工过程中产生的热量可以用于材料的熔化、蒸发，实现材料去除或改性。

激光加工优势

激光加工能够实现微米级精度，广泛应用于精密零件的制造，如半导体行业。

高精度和精细度

激光加工无需物理接触，避免了工具磨损和工件表面损伤，适用于敏感材料。

非接触式加工

激光加工速度快，效率高，特别适合大规模生产，如汽车工业中的快速切割和打孔。

加工速度快

激光加工系统易于集成到自动化生产线中，提高生产灵活性，减少人工成本。

灵活性和自动化

激光加工技术分类

章节副标题

02

激光切割技术

利用高能量密度的激光束照射材料表面，使材料迅速熔化、气化，从而实现切割。

激光切割原理

激光切割具有精度高、速度快、热影响区小等优点，能够实现复杂形状的精确加工。

激光切割优势

广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗等行业，用于切割金属和非金属材料。

激光切割应用领域

激光焊接技术

利用高能量密度激光束穿透材料，形成深而窄的焊缝，适用于高强度钢和铝合金的焊接。

激光深熔焊接

通过激光束快速加热材料表面，实现金属板材的快速点连接，广泛应用于汽车和电子行业。

激光点焊

在激光焊接过程中添加填充材料，以增强焊缝的机械性能和抗裂性，常用于精密部件的焊接。

激光填丝焊接

01

02

03

激光表面处理

利用高能量密度的激光束对金属表面进行快速加热和冷却，以提高材料的硬度和耐磨性。

激光淬火

通过激光束将合金元素熔入基材表面，形成具有特定性能的合金化层，改善材料的耐腐蚀性和耐磨性。

激光表面合金化

在基材表面涂覆一层或多层材料，通过激光束熔化形成冶金结合的表面强化层。

激光熔覆

激光加工设备介绍

章节副标题

03

激光器类型

固体激光器使用固态介质，如红宝石或掺杂的玻璃，广泛应用于精密加工和医疗领域。

固体激光器

01

气体激光器以气体作为增益介质，例如二氧化碳激光器，常用于材料切割和焊接。

气体激光器

02

半导体激光器体积小、效率高，广泛应用于光通信、激光打印和医疗设备中。

半导体激光器

03

光纤激光器通过光纤传输激光，具有高亮度和良好的光束质量，适用于高精度加工。

光纤激光器

04

加工设备组成

激光发生器

激光发生器是激光加工设备的核心，负责产生高强度的激光束，如二氧化碳激光器和光纤激光器。

光束传输系统

光束传输系统包括反射镜和导光管，用于将激光束精确地传输到加工点，保证加工精度。

控制系统

控制系统通过计算机软件和硬件实现对激光加工过程的精确控制，包括功率调节和路径规划。

设备操作与维护

操作人员需遵循特定步骤开启激光器，如检查冷却系统、校准光路等，确保设备正常运行。

激光器的日常启动程序

定期对激光加工设备进行维护，包括清洁光学元件、更换易损件，以延长设备使用寿命。

定期维护和检查

掌握基本的故障诊断技能，如通过错误代码或异常声音判断问题所在，并采取相应措施解决。

故障诊断与处理

激光加工应用领域

章节副标题

04

工业制造应用

在汽车制造中，激光切割用于精确切割钢板，提高零件的生产效率和质量。

激光切割技术

在模具制造中，激光表面处理技术用于增强模具的耐磨性和延长使用寿命。

激光表面处理

航空航天领域广泛采用激光焊接技术，以实现复杂结构的高精度焊接。

激光焊接技术

医疗行业应用

激光手术

01

激光在眼科手术中广泛应用，如激光矫正视力手术，提高了手术的精确度和安全性。

激光治疗

02

激光治疗皮肤病变，如去除纹身、治疗血管瘤等，具有创伤小、恢复快的特点。

激光辅助诊断

03

利用激光技术进行组织成像和分析，如激光共聚焦显微镜在病理诊断中的应用，提高了诊断的准确性。

科研与教育应用

激光技术被广泛应用于物理、化学等科研实验，如激光光谱分析、激光冷却原子等。

激光在科研实验中的应用

激光用于材料科学的研究，如激光烧蚀制备纳米材料，以及激光熔覆技术改善材料性能。

激光在材料研究中的应用

在物理教学中，激光演示实验帮助学生直观理解光学原理，如光的衍射和干涉现象。