制造業(yè)中的激光技術(shù)無(wú)處不在，以許多無(wú)形的方式影響著我們的生活。例如，激光被用來(lái)切割汽車安全氣囊、智能手機(jī)和平板電腦屏幕的玻璃，以及醫(yī)療上精密細(xì)小的支架。激光可以用來(lái)焊接電池、汽車上傳感器的外殼，以及金屬管件。激光還可以加工筆記本電腦里散熱器微孔，給零部件打標(biāo)等。
在制造業(yè)中最先發(fā)展的技術(shù)是激光切割金屬板材。激光切割比其它任何工藝更加精確，因此給后續(xù)裝配帶來(lái)了許多優(yōu)勢(shì)。舉個(gè)例子，造船行業(yè)過(guò)去利用等離子切割零件。然后，通過(guò)敲打整形以滿足裝配精度要求。因此，過(guò)去的造船廠常常聽(tīng)到上千次錘頭的聲音。然而，在安裝了激光切割機(jī)以后，給人最大的感受是生產(chǎn)變的“安靜”了。
目前以及未來(lái)制造業(yè)的激光應(yīng)用的5個(gè)主要趨勢(shì)。
1.大容量激光焊接。
最大化焊接時(shí)間和最小化非焊接時(shí)間一直是制造工藝的最高目標(biāo)。激光焊接是一種非接觸焊接過(guò)程，激光頭可以非?？焖僖苿?dòng)，使得焊接幾乎瞬間完成。一個(gè)很好的例子是焊接汽車座椅組件。一個(gè)機(jī)器人攜帶一個(gè)激光頭在組件上方移動(dòng)焊接，不需要停下焊接。以前需要幾分鐘的工作現(xiàn)在只需要幾秒鐘。
2.激光打標(biāo)。
激光雕刻是近年來(lái)市場(chǎng)發(fā)展最快的激光技術(shù)。隨著零件跟蹤和可追溯性需求的增加，其市場(chǎng)規(guī)模也將不斷擴(kuò)大。激光雕刻為多種材料提供了一種永久直接的打標(biāo)方式?？梢灾苯涌逃〕鋈魏螆D形特征，包括文本、圖形和條形碼。
3.激光增材制造。
在經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，激光增材制造終于成功用于零件維修和零件制造。對(duì)于零件維修來(lái)說(shuō)，該技術(shù)非常適合重新加工昂貴的部件或磨損的工具，例如模具和航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片。金屬層沉積在修復(fù)區(qū)域，再通過(guò)輕微的加工達(dá)到規(guī)格要求。對(duì)于零件制造來(lái)說(shuō)，醫(yī)療行業(yè)的植入體和單片的復(fù)雜航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件，都在使用激光進(jìn)行快速定制開(kāi)發(fā)和制造。減少單件的制造循環(huán)時(shí)間將是保持“激光增材制造”技術(shù)成功的關(guān)鍵。
4.超短脈沖激光微加工。
脈沖持續(xù)時(shí)間為10-12秒和 10-15秒的皮秒和飛秒激光，加工金屬時(shí)不產(chǎn)生多余熱量，即沒(méi)有或者只產(chǎn)生非常小的熱影響區(qū)。它們可以用來(lái)加工塑料，玻璃和陶瓷等脆性材料，甚至幾乎可以加工任何金屬。激光通過(guò)升華的方法（固體不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)）去除物質(zhì)。激光加工的邊緣具有很高的質(zhì)量——清潔、精確和無(wú)毛刺。
例如，在天然氣噴射器上鉆孔，必須有精確的幾何形狀才能最大限度地提高效率。醫(yī)療器械行業(yè)對(duì)塑料和金屬加工也有許多要求，而超短脈沖激光加工能夠完全滿足這些要求。這些激光器往往很貴，但價(jià)格正在下降。如果你需要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)獨(dú)特的零件，或者要大幅度減少加工的后續(xù)操作，激光微加工是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
5.平板激光切割。
激光切割盡管發(fā)展最早，但迄今為止其仍然具有最大市場(chǎng)。得益于光纖激光器和盤形激光器的發(fā)展，大大提高了切割速度。一個(gè)2kW的光纖或盤形激光器比一個(gè)4kW的CO2激光器切割更快！最近，這些激光器可以通過(guò)外部控制，在流水線上以“飛行”模式對(duì)不同厚度的材料進(jìn)行最優(yōu)切割。
激光在制造業(yè)的前景是光明的。但期間還有很多工作要做。例如，激光技術(shù)應(yīng)用的主要障礙之一是制造業(yè)中勞動(dòng)力對(duì)激光可以做什么的缺乏認(rèn)知教育。因此，這也是本專欄的目的之一。希望通過(guò)普及激光技術(shù)，讓技術(shù)人員和工藝人員有更多的認(rèn)識(shí)和選擇！
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