雷射技術
雷射被譽為二十世紀最重大的科學發現之一,它剛一問世就引起了材料科學家的高度重視。1971年11月,美國通用汽車公司率先使用一台250WCO2雷射器進行利用雷射輻射提高材料耐磨性能的試驗研究,並於1974年成功地完成了汽車轉向器殼內表面(可鍛鑄鐵材質)雷射淬火工藝研究,淬硬部位的耐磨性能比未處理之前提高了10倍。這是雷射表面改性技術的首次工業套用。
多年以來,世界各國投入了大量資金和人力進行雷射器、雷射加工設備和雷射加工對材料學的研究,促使雷射加工得到了飛速發展,並獲得了巨大的經濟效益和社會效益。在中國,雷射技術已在工業、農業、醫學、軍工以及人們的現代生活中得到廣泛的套用,並且正逐步實現雷射技術產業化,國家也將其列為“九五”攻關重點項目之一。“十五”的主要工作是促進雷射加工產業的發展,保持雷射器年產值20%的平均增長率,實現年產值200億元以上;在工業生產套用中普及和推廣加工技術,重點完成電子、汽車、鋼鐵、石油、造船、航空等傳統工業套用雷射技術進行改造的示範工程;為信息、材料、生物、能源、空間、海洋等六大高科技領域提供嶄新的雷射設備和儀器。
數控化和綜合化把雷射器與計算機數控技術、先進的光學系統以及高精度和自動化的工件定位相結合,形成研製和生產加工中心,已成為雷射加工發展的一個重要趨勢。
技術要求
在雷射加工的過程中,不但對雷射的焦點位置、移動的速度要進行精確的控制和調整,以滿足對各種複雜零件的加工要求;還要求對雷射功率的大小、雷射功率上升和下降的速率、雷射的脈衝頻率、脈衝寬度、脈衝強度同時進行控制。
此外,還有雷射光閘的開閉、保護氣體的噴射等,這些都需要專門開發的數控軟體和硬體來保證。高性能的雷射加工數控系統還有雷射加工專家系統提供支持,系統可實現自動編程,控制雷射頭按直線、圓弧、橢圓、螺旋以及各種複雜軌跡運動。操作人員可根據被加工的零件的材料和形狀,來選擇適當的程式模板。
高性能的雷射加工數控系統的操作平台具有高度的兼容性,對用世界通用的工程設計軟體的數模均能夠直接識別並進行精密加工。高性能的雷射加工數控系統還具有示教編程功能、坐標系轉換功能。為了提高加工工具機的利用率,有些數控系統提供脫機編程功能。