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激光在制造業中的應用及前景

發表時間:2019-05-29 18:20

       北方影院隨著激光技術的不斷發展與成熟,在當下,激光器已廣泛應用于高端制造、信息通訊、生物和醫療健康等產業及軍事工業、國防安全等領域,是當今世界戰略高科技競爭的重要設備之一,越來越多的傳統產業依靠激光加工技術,提升北方影院的加工質量,解決傳統加工方法和工藝不能解決的難題,成功完成轉型。許多發達國家也將發展激光技術作為本國優先布局的領域,給予大力支持。


       繼傳統的氣體、固體激光器之后,光纖激光器、半導體激光器、超短脈沖激光器等新型激光器的問世與高速發展,顯然會為工業、制造業帶來新的機遇和挑戰。


    隨之德國“工業4.0”和“中國制造2025”的啟動發展,今后高端制造、智能制造、高精密制造的需求會明顯增加,因此,激光與先進微納加工技術的結合是學術界和激光應用行業的最新熱門方向。不過,激光的微納制作是一個超前沿的穿插學科范疇,它涉及機械、光學、物理、化學、材料等領域,并在國防、生物、信息、醫療器件、汽車等范疇普及應用,也就是說,未來的激光技術將涉足更多的學科。以激光指脈寬短于10ps (10-11s)的激光為例,其具備地超強和的奇特優勢,使制作進程在感化時光和峰值功率等趨于極端,使微結構加工的精度得到大幅度提升,這對于很多學科的進步和高新技術的突破都具有巨大的推動力量。


    激光器,結合了光纖激光與激光技術,包含1微米、1.5微米和2微米波長的光纖激光器,能夠聚焦到微米尺度的空間區域,同時具有極高的峰值功率和超短的脈沖寬度,不僅有效避免了加工過程中的熱量轉換及熱擴散,實現了真正意義上的激光“冷”加工,同時提高了微加工的精度,已與多個行業領域取得了合作。如與微電子技術的合作,其大規模集成電路向更微型化滿足了更高的運算速度和強大的功能要求;而在航空航天、精密機械、生物醫學等領域,其精密加工能力也有著廣泛的應用替力。目前,不同形式的激光微納制作受到各國的重視,成為時代“新寵”。


    在應用領域,更精細的加工與數字化轉化是發展的重點。一是小型化生產,加大投資力度,生產小型激光器和微加工系統,改善加工環境,延長機器壽命,二是針對激光器加工特點和加工材料開發模型設計軟件,利用大數據技術,對加工過程進行模擬仿真,實現最佳參數加工。而從學術領域來看,發展完整的理論解釋,發現極端情況下,激光與物質相互作用的物理本質,會成為激光技術不斷深化發展的重要理論基礎。


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