激光在銑削、彎扳以及表面處理加工中正發(fā)揮新的作用。制造業(yè)中的工程師們?cè)诶�用激光�?lái)加工更多種類(lèi)的材料，并在生產(chǎn)中的更多我方面應(yīng)用它。應(yīng)用范圍從樣件與工具的快速成型，直至激光硬化處理模具以及接合和雕刻金屬零件等。 L0%W;m  
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    采用激光技術(shù)替代傳統(tǒng)的表面處理方法，可以延長(zhǎng)刀具壽命并提高刀具和零件性能。 pd.pY*B<[  
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    用激光光束往表面層摻入合金材料可以改變表面的化學(xué)成份及其特性。當(dāng)前，激光表面處理主要應(yīng)用于制造工具，特別是制造用于鍛造和壓力鑄造的模具。借助理論上的熱化學(xué)模型，工程師們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于工具和零件的新的表面層。 =|^R<#%/  
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    例如擠壓模具在高溫條件下，由于時(shí)間接觸長(zhǎng)，它們會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)變。而給某個(gè)工具摻入相和釩的碳化物后，使工具的表面改性，提高了它的硬度保持能力，提高了高溫下的硬度和改善了耐磨損的能力。其它合金，包括那些含鎢和鉆的合金，也非常有用。一般來(lái)說(shuō)，利用激光光束摻入合金的方法，可以使工具壽命比采用傳統(tǒng)方法提高100％-500％，由于降低了占用工具及更換工具有關(guān)的成本，從而節(jié)省了費(fèi)用。 0NvicZ7VR  
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    激光表面處理技術(shù)還可以增強(qiáng)產(chǎn)品零件的性能。Fraunhofer研究所的研究者們利用激光來(lái)硬化密封表面和滑動(dòng)導(dǎo)軌，凸輪軸的激光表面重熔以及包覆內(nèi)燃機(jī)的閥門(mén)和閥座。激光可以用于硬化、重熔化、摻雜合金和涂覆金屬，為表面外層進(jìn)行熱化學(xué)的改性處理創(chuàng)造了很多機(jī)會(huì)。通過(guò)這種改性處理生產(chǎn)的工件，具備更高的承受各種應(yīng)力的能力。激光光束可以聚焦、并精確定位，這一特點(diǎn)使激光技術(shù)適于局部化的表面處理加工。使用者可以有選擇地處理易磨損的區(qū)域，同時(shí)還具有較高的復(fù)現(xiàn)性。 {p(6bsn_#]  
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    利用激光技術(shù)，工程師們可以加工出最佳的表面外形結(jié)構(gòu)(toPograhy)，尤其是用于軸承和密封行業(yè)中的產(chǎn)品上。在這種相對(duì)較新的應(yīng)用中，脈沖激光光束可以在經(jīng)受摩擦應(yīng)力的作用表面，產(chǎn)生規(guī)定的微型潤(rùn)滑孔隙。用這種方式產(chǎn)生的彈坑狀結(jié)構(gòu)主要是受激光光束達(dá)到工件表面上的幾何形狀以及強(qiáng)度分配的影響。 Ogh,  
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    大體上，任何帶有接觸表面的系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生摩擦應(yīng)變，例如浮動(dòng)圈等，可以采用諸如高級(jí)陶瓷或金屬等材料制成激光構(gòu)成件。激光改性的功能表面主要是微細(xì)臺(tái)階組成的區(qū)域，帶有重現(xiàn)性的、有規(guī)則的均勻微型潤(rùn)滑子L隙。用戶可以讓這些孔的直徑、深度以及分布與加在零件上的負(fù)載相適應(yīng)。例如對(duì)于陶瓷滑動(dòng)環(huán)密封，尺寸恰當(dāng)并分布恰當(dāng)?shù)陌纪裹c(diǎn)可大大降低摩擦及磨損。在此過(guò)程中的加工速度取決于激光的種類(lèi)，一般為每秒1000個(gè)孔。 l?^}n(_.  
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    工業(yè)上已經(jīng)采用CO。以及NdzYAG大功率激光作為加工手段。但由于激光和激光系統(tǒng)很復(fù)雜、成本高，還涉及尺寸方面的問(wèn)題，小型公司難以采用激光加工。也許這種情形不久會(huì)發(fā)生改觀。 <hgfgk7<  
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    最初，二極管激光器提供小于50W的輸出功率。材料處理(釬焊、雕刻、表面硬化以及塑性或?qū)�熱焊接）所需要的功率，顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出該數(shù)值。大功率二極管激光器(HPDL)，將高性能與緊湊的結(jié)構(gòu)結(jié)合為一體。它們由大量的單個(gè)二極管組成，這些二極管層迭在一個(gè)鞋盒般大小的外殼里。功率累積值(最大為2．5kW)以及光束質(zhì)量足以進(jìn)行材料處理。Fraunhofer研究所用HPDL進(jìn)行的測(cè)試表明，它可以硬化經(jīng)回火的鋼以及焊接鋼板和銅板。 C,<FV+r=^  
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    一個(gè)HDPL能發(fā)射0．84μm—0．94μm波長(zhǎng)的光，而C04)激光器在10．6μm的波長(zhǎng)上操作，Nd：YAG激光器在1．064μm的波長(zhǎng)上操作。由于波長(zhǎng)較短，因此，從HDPL提供的能量與從其它激光器發(fā)出的光相比，其能量更易被目標(biāo)所吸收。亞琛市Fraunhofer生產(chǎn)技術(shù)研究所的研究者們按照工業(yè)研究合同已經(jīng)在機(jī)床、制造機(jī)械以及機(jī)器人上集成裝入了三種不同的HDPL(功率范圍高達(dá)2．5kW)進(jìn)行工業(yè)研究。 /}d)g4\j  
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    利用激光二極管進(jìn)行焊接，可為用戶提供較好的靈活性以及成本效益。對(duì)被接合零件的幾何形狀與尺寸沒(méi)有限制，焊接速度高達(dá)1．0m／min。 X:(t,g*7  
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    激光幾乎可以焊接各種熱塑件。這種工藝可以避免粘接問(wèn)題，因?yàn)榕c工件不接觸。此外，激光焊接還減少了塑料上的熱負(fù)載，降低了可能出現(xiàn)的脹裂。許多用肉眼看來(lái)呈現(xiàn)出五顏六色的顏料，對(duì)近紅外光而言是透明的(包括黑色)，HPDL可以對(duì)帶有這類(lèi)顏色的塑料進(jìn)行焊接。實(shí)驗(yàn)表明，用二極管激光器進(jìn)行的焊接、其強(qiáng)度可以與采用較傳統(tǒng)的塑料焊接技術(shù)所牛成的強(qiáng)度娘美。  N=!k2+  
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    受控的金屬堆積(CMB)工藝將激光沉積焊接與高速銑削結(jié)合為一體。通過(guò)激光沉積焊接工序�？梢陨�成接近成品形狀的金屬材料堆積。由于金屬粉木在高能量的激光光束中保持在—個(gè)規(guī)定的路徑上，因此，系統(tǒng)可以一個(gè)路徑接著一個(gè)路徑地組構(gòu)某個(gè)零件、直至達(dá)到所需要的輪廓為止。要生成一個(gè)空隙、僅需短時(shí)中斷激光光束和粉末進(jìn)給即可。 IG:CWPU  
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    該技術(shù)采用的是熔融金屬。因而在工具表面出現(xiàn)堆積，在工具的拐角和邊緣會(huì)形成圓邊。 |B\76Nk  
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    為處理這種情況，F(xiàn)raunhofer研究所(與一家德國(guó)機(jī)床廠合作)制作了一臺(tái)機(jī)床，它將高速銑削與沉積加工結(jié)合為一體。通過(guò)銑削加工出一個(gè)平整表面，以確保材料沉積均勻，與邊緣的尖銳度以及零件的形狀和尺寸精度符合要求。所有的操作全部由—臺(tái)機(jī)床完成，因此操作員可以安排好工藝步驟使機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行。在銑削過(guò)程中，激光沉積焊接噴嘴自動(dòng)地積出加工區(qū)，以免發(fā)生碰撞危險(xiǎn)，并保護(hù)刀具和零件不受切屑影響。 ExOSHKU,e  
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    原則上，用戶可以采用任何能焊接的金屬進(jìn)行CMB工藝，從鋼、銅到硬合金材料。銅電極可以采用CMB工藝自動(dòng)制作，而以前只用耐磨保護(hù)層材料能夠用來(lái)制作整個(gè)零件。 k/Ao?R=@gI  
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    加工的沉積層只有十分之幾mm厚。由于在生成每一層之后，隨之進(jìn)行的是輪廓銑削，因此，銑削刀具的突出長(zhǎng)度小于2mm，接下來(lái)、可以采用直徑小于1mm的銑刀進(jìn)行加工。利用這些小型切削刀具，可以形成窄而深的溝槽、其拐角半徑保持在噴射注塑模具許可的范圍內(nèi)。 [bBPs&7u  
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