【行業】先進制造技術之激光加工(27頁)

“激光技術”是現代高科技領域的重要基礎性技術。1960 年美國科學家梅曼獲得人類第一束激光,此后激光以“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”所著稱,也是繼核能、計算機、半導體之后20 世紀人類四項重大發明之一。過去幾十年全球激光技術及激光器的發展對通信、汽車、航空航天、軍事、科學研究、影視娛樂等領域的支撐作用非常明顯,激光技術是現代高科技領域的重要基礎技術。2016年2 月科技部發布的《國家重點基礎研究發展計劃》明確將“激光器的研制”列入國家重點基礎研究發展計劃。

激光加工:非接觸式、精密度高、不易受材料限制、具備柔性。激光加工技術利用激光束與物質相互作用進行定向能量非接觸式加工,減少切割材料損耗、且無需進行后續處理,與傳統接觸式加工方式相比有多項優勢。此外激光加工技術以精密度高、速度快、效率高、不易受材料限制、智能化等加工優點,在制造業生產加工中的優勢越來越強。

激光加工技術將逐步替代傳統加工技術。激光加工因激光束能量集中、穩定,特別適合于硬度大、熔點高等傳統工藝方法較難加工的材料。例如激光焊接替代電子束和電阻焊,激光切割替代機械切割和線切割等。

激光技術仍在不斷提升,應用深度和廣度仍將擴展。2017 年全球激光器應用于材料加工和通訊領域、分別占42%和34%;從應用形式來看,切割占35%、焊接占16%、打標占15%。當前光纖激光器已逐步取代二氧化碳激光器成為絕對主流,但半導體激光器以其結構緊湊、光束質量好、壽命長及性能穩定等優勢受到產業青睞,例如應用于材料表面處理、熔覆等。半導體激光器或將是未來技術發展的主流,推動激光應用的深度和廣度。

激光技術發展將加速3D 打印產業化和應用空間。激光技術與自動化控制技術結合而成的3D 打印(SLA、SLS)是一種全新的制造技術,尤其應用在零部件結構高度復雜領域,例如航空發動機、汽車發動機等的制造。根據中國激光產業發展報告,中國3D 打印主要應用在家電、消費電子和汽車等行業,2016 年中國3D 打印產業規模達到12.15 億美元、增長56%,2012-2016 年復合增速65.7%。

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