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激光技術基礎

激光材料加工

激光材料加工使用激光能量改变材料的形状或外观。这种材料改性方法提供了诸多优点,如能够快速变更设计,生产产品而无需再加工,以及提升成品的质量。激光材料加工的另一优点是其适应多种材料。适应激光加工的材料范围从陶瓷、复合材料、塑料/聚合物和等非金属,到铝、铁、不锈钢和钛等金属。

激光能量与材料的相互作用

激光能量与材料相互作用所产生的效应在很大程度上取决于如下因素:激光器的波长和功率水平,以及材料的吸收特性和化学成分。

激光材料加工的常用波长是CO2激光器产生的10.6和9.3微米以及光纤激光器产生的1.06微米。每种激光器都有一定范围的功率水平,可在此范围内调整功率以优化激光能量与材料的相互作用。然而,材料和吸收特性和化学成分以及所需的结果对激光类型和功率水平的选择有着重要影响。

激光能量与材料相互作用产生的效应是是材料蚀除和材料改性。

激光材料相互作用

材料蚀除

这种物理过程会去除材料。该过程将材料从顶部到底部表面完全去除或从顶部向下到指定深度部分去除。材料蚀除被用于激光切割、雕刻和钻孔。

激光材料

材料表面改性

这种物理过程改变材料的性质和/或外观。材料改性通过改变材料的外观或性质而被用于在材料的表面打标。

术语切割、雕刻和打标通称为激光加工。根据材料适应性的不同,可对材料应用单一或合并的多种激光加工。