激光束對(duì)材料進(jìn)行各種加工,如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。激光打標(biāo)機(jī)(www.51fission.net)加工有許多優(yōu)點(diǎn):①激光功率密度大,工件吸收激光后溫度迅速升高而熔化或汽化,即使熔點(diǎn)高、硬度大和質(zhì)脆的材料(如陶瓷、金剛石等)也可用激光加工;②激光頭與工件不接觸,不存在加工工具磨損問題;③工件不受應(yīng)力,不易污染;④可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的工件或密封在玻璃殼內(nèi)的材料加工;⑤激光束的發(fā)散角可小于1毫弧,光斑直徑可小到微米量級(jí),作用時(shí)間可以短到納秒和皮秒,同時(shí),大功率激光器的連續(xù)輸出功率又可達(dá)千瓦至十千瓦量級(jí),因而激光既適于精密微細(xì)加工,又適于大型材料加工;⑥激光束容易控制,易于與精密機(jī)械、精密測(cè)量技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)加工的高度自動(dòng)化和達(dá)到很高的加工精度;⑦在惡劣環(huán)境或其他人難以接近的地方,可用機(jī)器人進(jìn)行激光加工。
激光打孔 采用脈沖激光器可進(jìn)行打孔,脈沖寬度為0.1~1毫秒,特別適于打微孔和異形孔,孔徑約為0.005~1毫米。激光打孔已廣泛用于鐘表和儀表的寶石軸承、金剛石拉絲模、化纖噴絲頭等工件的加工?!?br/>
激光切割、劃片與刻字 在造船、汽車制造等工業(yè)中,常使用百瓦至萬瓦級(jí)的連續(xù)CO□激光器對(duì)大工件進(jìn)行切割,既能保證精確的空間曲線形狀,又有較高的加工效率。對(duì)小工件的切割常用中、小功率固體激光器或CO□激光器。在微電子學(xué)中,常用激光切劃硅片或切窄縫,速度快、熱影響區(qū)小。用激光可對(duì)流水線上的工件刻字或打標(biāo)記,并不影響流水線的速度,刻劃出的字符可永久保持。
激光微調(diào) 采用中、小功率激光器除去電子元器件上的部分材料,以達(dá)到改變電參數(shù)(如電阻值、電容量和諧振頻率等)的目的。激光微調(diào)精度高、速度快,適于大規(guī)模生產(chǎn)。利用類似原理可以修復(fù)有缺陷的集成電路的掩模,修補(bǔ)集成電路存儲(chǔ)器以提高成品率,還可以對(duì)陀螺進(jìn)行精確的動(dòng)平衡調(diào)節(jié)。
激光焊接 激光焊接強(qiáng)度高、熱變形小、密封性好,可以焊接尺寸和性質(zhì)懸殊,以及熔點(diǎn)很高(如陶瓷)和易氧化的材料。激光焊接的心臟起搏器,其密封性好、壽命長(zhǎng),而且體積小。
激光熱處理 用激光照射材料,選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)和控制照射時(shí)間、功率密度,可使材料表面熔化和再結(jié)晶,達(dá)到淬火或退火的目的。激光熱處理的優(yōu)點(diǎn)是可以控制熱處理的深度,可以選擇和控制熱處理部位,工件變形小,可處理形狀復(fù)雜的零件和部件,可對(duì)盲孔和深孔的內(nèi)壁進(jìn)行處理。例如,氣缸活塞經(jīng)激光熱處理后可延長(zhǎng)壽命;用激光熱處理可恢復(fù)離子轟擊所引起損傷的硅材料?! ?/p>
激光加工的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大,如用激光制造大規(guī)模集成電路,不用抗蝕劑,工序簡(jiǎn)單,并能進(jìn)行0.5微米以下圖案的高精度蝕刻加工,從而大大增加集成度。此外,激光蒸發(fā)、激光區(qū)域熔化和激光沉積等新工藝也在發(fā)展中。