在新能源、消費電子、航空裝備、車輛集成領域,激光加工技術的應用尤其廣泛。在科技發(fā)展如此迅速的今天,激光加工技術日趨成熟,并為相關產(chǎn)業(yè)升級帶來新的能量。
近日,據(jù)國內(nèi)媒體報道,來自中國科學院長春光學精密機械與物理研究所等單位的研究人員,開發(fā)了一種新型飛秒激光等離子激元光刻技術(FPL)。利用該技術,研究人員在百納米厚的硅基氧化石墨烯薄膜表面實現(xiàn)了高質(zhì)量微納周期結(jié)構的快速制備。
多年來,激光以其功率大、易聚焦、高亮度、方向性好等優(yōu)點,在機械加工中已經(jīng)成為進應用廣泛的一種手段。激光加工成本低、精度高、速度快,可以由計算機編程實現(xiàn)自動控制,加工形狀復雜的結(jié)構?;诖耍す饧庸し绞降靡浴按笳股硎帧?,應用空間不斷拓寬。
與計算機數(shù)控技術相結(jié)合的激光加工技術,已成為工業(yè)生產(chǎn)自動化的關鍵技術,擁有普通加工技術無法比擬的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)工藝相比,激光加工逐步克服了一些加工過程中存在的困難,開創(chuàng)了新的加工領域。
加工制造業(yè)是激光加工方式應用的基本應用領域,也是應用較深入的領域。在汽車制造業(yè),從樣車的開發(fā)、零部件的制造到車身總裝的汽車生產(chǎn),激光幾乎無所不在。尤其是在汽車輕量化制造目標已成趨勢的當下,利用激光加工方式實現(xiàn)車輛制造的輕量化、高效化目標也不失為一種新途徑。
實現(xiàn)汽車輕量化,較有效的方式是使用輕質(zhì)材料。與傳統(tǒng)材料相比,目前可用的汽車輕質(zhì)化材料有鋁合金、碳纖維、鎂合金等,而這些材料加工較普通鋼材難度更大,通常采用激光焊接的方式進行處理,可以在加工效率和性能之間找到平衡。除此之外,板材的激光拼焊,能減少板材的搭接部分,進而減輕一部分的重量,進而較好的滿足實際需求。
從發(fā)展歷程來看,激光加工技術已經(jīng)從最初的Nd:YAG激光器、CO2激光器,發(fā)展到大功率二極管模塊、光纖激光器、半導體泵浦全固態(tài)激光器、飛秒激光器等各種新興技術。其中,飛秒加工技術尤其受到研究人員的關注。飛秒激光加工技術憑借著超高峰值功率和超短脈沖持續(xù)時間的獨特優(yōu)勢,被廣泛應用于多種材料的超精細微納加工領域。
作為激光加工技術的前沿成果,飛秒激光加工現(xiàn)在已開始用于切割、鉆孔、焊接、打標、剝離、修復等加工領域。就目前而言,飛秒激光加工實際應用較少,原因是飛秒激光的價格比長脈沖激光和連續(xù)激光要貴很多。
從應用方向來看,隨著集成電路規(guī)模的日益增大,電子元器件在尺寸上變得越來越小,這方面的需求為超微細加工技術提供發(fā)揮空間。飛秒激光用于超微細加工,是飛秒激光用于超快現(xiàn)象研究和超強現(xiàn)象研究之外的又一個飛秒激光技術的重要的應用研究領域。未來這一領域的市場需求有望迎來規(guī)?;l(fā)。
3D打印作為一種將激光技術、自動化技術、人工智能技術有效結(jié)合而成新加工技術,得益于激光加工等技術的不斷進步將擴展出更加廣闊的應用空間。3D打印作為一種全新的制造技術,其可應用在零部件結(jié)構高度復雜的尖端科技領域,比如航空發(fā)動機、火箭飛行器、汽車發(fā)動機等的制造。
未來,隨著分秒激光加工技術的不斷進步,許多新的應用模式將隨之涌現(xiàn)出來,廣大業(yè)內(nèi)人士也有望見證更多激動人心的時刻。
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