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我国激光打孔机的发展历史

文章源自:www.noritylaser.com关键词:耐力激光人气:时间:2015-11-11 17:43【
       我国1963年研制成功激光打孔机,1965年打孔机在拉丝膜和手表宝石轴承上投入实际使用,以后相继采用Co2激光器、钕玻璃激光器、YAG激光器对不同材料、不同零件进行打孔1976年开始在汽车制造业中使用激光切割,1978年起系统地进行了激光热处理昀研究和工业应用,并取得了良好的成果。从1982年10月起激光加工被列入“七五,,至“十二五”国家科技重点攻关课题。到目前为止,我国在激光打孔、激光毛化、皮革打孔、激光切割、激光焊接、激光热处理、激光打标等方面已有许多非常成功的应用范例,在激光合金化和熔覆、激光制备新材料、激光3D打印等方面都进入实用化阶段。  
 
我国1963年研制成功激光打孔机
 
        超短咏冲掺钛蓝宝石可调谐激光器的研究等领域同比拥有更多的优势。目前,这类激光器的技术主要为国外的如美国相干、光谱物理、德国揶拿、白俄罗斯Solar等大公司所掌握。目前.大功率激光器正在向着高亮度、高光束质量的方向发展。
 
        Co2激光器的最大应用领域是切割和打孑L,这类用途占7 0%以上。Co2激光器虽然在金属表面的反射率高,但由于其输出功率高、光束质量好,而得到了广泛应用。商品化的2Ur_45kW Co2大功率激光器现已用于桥梁、造船、建筑机械和原子能技术等领域。该种激光器可切割厚度达30mm以上的钢板。由于l7AG激光器的高功率化,Co2激光器未来主要的发展方向在于提高光束的质量和转换效率。在金属薄板激光加工中,材料对Co2激光的吸收率比光纤激光要低一直是市场竞争中处于不利的地方。但随着径向偏振新技术的出现,Co2激光材料吸收率方面的不足不仅可弥补,而且会反超光纤激光器。
 
       准分子激光器是以卤素气体与稀有气体混合物为工作介质的激光器,包括XeF( 351nm,  3.5 eV)、  XeCl(308nm,  4.O eV)、  KrF(248nrn,  5.O eV)、  ArF(193nm,6. 4eV)和F2(157nm,7.9eV)筹,目前用于加工的准分子激光器以XeCl和KrF为主。
 
       准分子材料切除的本质是光烧蚀,它几乎没有热影响区域,而且使用准分子时,切口干净、轮廓分明。这些特点使它十分适合进行亚微米范围的微加工。此外,短波长的紫外(UV)准分子辐射很轻易被很多材料所吸收,使它不论对硬质材料(如硅和陶瓷)还是对软质聚合物都能进行有效加工。紫外准分子激光波长的范围较广,这意味着基本上对于任何需要加工的材料都能够找到合适的波长。大型的多模平顶准分子光束让大面积图案制作所需的光束整形和掩模技术成为可能,使加工效率更高,且能得到复杂的三维图案。目前随着激光波长变短,光子能量增加且聚光直径变小,这项加工正向微细化方向发展。    光纤激光器具有转换效率高(可高达20%);寿命长(平均无故障工作时间在1 0万小时以上);可在恶劣的环境下工作(由于其谐振腔置于光纤内部,即使在高冲击、高振动、高湿度、有灰尘的条件下也可正常运转,而环境温度允许在一20~+r70℃之间);无需庞大的水冷系统,只需简单的风冷即可;外形紧凑、体积小(光纤激光器模块体积只有一本字典大小);易于系统集成等特点。目前采用的各种体积庞大的传统激光器(加普通激光加工和打标使用的C02和YAG激光器),在许多领域或将被这种新型的高效率、长寿命、小体积、大功率光纤激光器所替代。
 
       目前,单根光纤激光的连续波输出功率从百瓦级、千瓦级向万瓦级发展,在保持光束质量不变的前提下大大提升单根光纤激光的输出功率,将是高功率光纤激光发展的主要研究内容之一。预计通过掺杂光纤、更先进的设计和采用更高功率的泵浦源,单根光纤输出功率将达到万瓦级。另外,采用基于种子激光振荡放大M()PA的脉冲光纤激光器,将高光束质量、小功率的激光器作为种子光源,双包层光纤作为放大器,容易获得高平均功率、高脉冲能量的脉冲激光输出,也是目前研究热点。光纤激光的工业应用从低功率的打标、雕刻(十瓦、百瓦级)向更高功率的金属和陶瓷的切割、焊接等方面发展(千瓦到万瓦级),在汽车工业和船舶工业中,结构紧凑、实用方便的高功率光纤激光器具有巨大的市场潜力。  
 

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