激光加工技術應用

 　　1、激光熱處理技術

　　以一定速度移動的激光束照射金屬表面時，表層金屬吸收能量後迅速升溫，當光斑移動後，基體材料吸收表層的熱量使表層金屬的溫度以極高的速度迅速下降，形成不同雷射雕刻機於常規淬火的自淬火。由於自淬火的降溫速度極高，因此可得到顯微組織特殊的表面改性層，這對於提高金屬的硬度、耐磨性、耐腐蝕性、耐疲勞性有良好的作用。激光熱處理是最早開發的激光加工技術，現在已形成了較完善的理論和工程應用技術。對於可以相變強化的碳鋼、合金結構鋼，激光表面淬火可以產生傳統淬火更高的硬度，甚至對於不具有淬硬性的一些低碳鋼材料也有一定的強化作用。

　　2、激光表面重熔技術

　　應用比激光表面淬火更高的激光功率密度照射金屬表面會使表層金屬熔化，光斑移動後，基體金屬吸熱使熔池內金屬液體迅速固化，形成強烈激冷的具有極細晶粒和過飽和固溶體顯微組織，由於細晶強化和固溶強化的作用，可以明顯提高材料表面的硬度、耐磨性。研究表明雷射焊接機，通過重熔，鋁合金的硬度可以提高30%~100%，這是工藝最簡單的激光加工技術，但是強化的幅度有限。對於承受交變載荷的飛機結構鋁合金型材、板材，激光重熔後必然存在的過熱層的疲勞品質是決定結構使用壽命的關鍵，因此，在進入工程應用前須以試驗驗證激光重熔對材料疲勞性能的影響。對於結構鋼材料，重熔硬化效果顯著。

　　3、激光表面合金化技術

　　在激光熔化表層金屬時向熔池加入設計的合金元素，可以在不改變基體合金成分的前提下在表層得到需要性能的合金化層。這項技術對特殊性能需要零件的制造十分有利，可制造出傳統制造技術無法實現的非均材質、非均一性能的金屬或複合材料零件。由於激光表面合金化過程中熔池降溫速度極高，可形成傳統冶金工藝條件下難以實現的合金、組織結構。因此，根據需要可以形成高的硬度、耐磨性，良好的耐腐蝕性能和耐熱性能的合金化層。針對鋁合金，人們試驗了各種不同的合金體系的激光表面合金化工藝，如Cu、Fe、Si、Ni、Cr 和WC、SiC 等。其中鎳基合金化層彌散有金屬間化合物AlNi、Ni3Al 相，具有較高的雷射打標機硬度和耐磨性，但是合金化層較脆，存在開裂現象。激光熔覆的結合界面必然存在基體與熔覆材料的合金化冶金過程。

　　航空用鈦合金結構件激光成形技術

　　鈦合金具有密度低、比強度高、耐蝕性及高溫力學性能優異等優點，在軍、民用飛機結構上的用量已成為衡量飛機先進性的重要指標之一。在民用飛機方面，波音和空客公司在飛機的更新換代中不斷增加鈦合金用量，波音757和A320鈦合金用量分別是6%和4.5%，波音777和A340的鈦合金用量分別達到7%和6%，而新一代的波音787和A380的鈦合金用量已達到15%和10%。軍用飛機方面，蘇-27、F-16和F-18等飛機大量使用了鈦合金，尤其是第4代戰鬥機F-22鈦合金使用量更是達到了結構總重量的41%。

　　但是，由於鈦合金本身特性的原因，采用傳統“鍛造+機加”技術制造的大型鈦合金零雷射切割機件的機械加工餘量大、材料利用率低(一般小於10%)，導致了鈦合金零件的制造成本高、生產周期長。尤其是一些形狀複雜的鈦合金結構件采用傳統制造技術無法成形。上述原因嚴重制約我國航空裝備研制與生產。

　　激光成形技術是一種由高功率激光鍍覆技術與原型技術結合而成的金屬粉末熔化和直接沉積的新型制造技術，可在無需任何模具和工裝條件下通過金屬材料的激光逐層熔化沉積，直接用零件三維數學模型一步完成高性能“近終成形”複雜零件的成形制造，具有材料利用率高、加工餘量小、試制周期短、工藝柔性高等突出優點，在航空應用領域有很大潛力。

 

 

激光技術在醫療行業的發展簡史

 　　激光技術在醫療行業的發展簡史

　　激光即由受激輻射的光放大而產生的光(Laser是英語“Light Amplification by stimulated Emission of Radiation”的幾個字首的縮寫)。

　　激光技術的發展及大規模應用和原子能、半導體、計算機被並稱為現代最重大的四項科學成果。1949年美國物理學家朗斯(Lyons)首先發現氨分子在振動過程中釋放雷射雕刻機出頻率為24,000MHz的電磁波，這是波長為1.25cm的微波，因此，人們斷定氨分子的能級之間的能量相差相當於一個波長為1.25cm的光子，或低能級的氨分子吸收了一個1.25cm的波長的光子後被激發到高能級上去。1953年美國物理學家湯斯(Towns)將位於高能級的氨分子分離出來，然後用相應能量的微波光子激勵它們，結果射入的是很少的幾個微波光子，射出的是大批同樣的光子，射出的微波束被放大了許多倍，這就是激光受激輻射的原理。1960年美國物理學家梅曼(Maiman)用這個原理制成了第一台紅寶石激光器。同年，伊朗籍物理學家賈范(Javan)相繼制作了He-Ne激光器。

　　激光的獨特性質和發展前景引起了人們的強烈興趣，不久就相繼出現了數百種能發射不同波長相幹光的激光器。1964年美國卡斯珀(Kasper)制成了第一台化學激光器。1966年蘭卡德(Lankard)等人首先制成了有機染料激光器，到目前為止，全世界已生產了幾千種類型的激光器，並研制成了高壓氣體激光器、氣動激光器、高功率化學激光器、准分子激光器，自由電子激光器和X線激雷射焊接機光器等新品種。

　　激光出現後，很快受到醫學和生物學界的極大重視。1961年紮雷特(Zaret)，以及坎貝爾(Campbell)等人相繼用激光研究視網膜剝離焊接術，並很快用於臨床。目前激光在醫療臨床上除氣化、凝固、燒灼、光刀、焊接、照射等治療應用外，在診斷和基礎理論研究方面出現了許多新技術，如激光熒光顯微檢查，激光微束照射單細胞顯微檢查技術，激光顯微光譜分析，生物全息攝影及細胞或分子水平的激光檢測和微光手術等。激光配合導光纖維的應用對各種體腔內腫瘤及其他疾患的診治，以及結合各種內窺鏡進行激光光敏療法診治腔內腫瘤新技術提供有利手段。利用激光治療心髒疾病和血管內斑塊栓塞，包括冠狀動脈粥樣硬化阻塞後的激光血管再通。

　　基於醫用激光的迅速發展，在激光生物醫學領域中形成了一些專門學科，如激光分子生物學，激光細胞學，激光人體生理學，激光診斷學，激光治療學，醫用激光工藝學，激光防護學，分子生物激光工程學等。在診治方面，激光已用於每一臨床學科，應用激光技術診治疾病的新方法將超過傳統的診治方法，激光技術將引起內外科治療的“革命”，激光技術還將更廣泛的應用於發現和治療癌瘤，進行咽喉外科手術以及縫合血管、神經、肌腱和皮膚，治療動脈硬化斑、血管栓塞和內科、皮膚科等的許多疾病。

　　常用於激光醫療的激光器有：

　　CO2激光器

　　CO2激光幾乎被生物組織在表200μm所吸收，因而在皮膚科、整形美容科被廣泛應用。除可以應用於表皮性治療外，還可以用於組織切割、切除和表皮磨削，在美容科發揮著巨大作用。

　　紅寶石激光器

　　紅寶石激光器是最早應用於醫療上的激光器。臨床常用其長脈沖模式，深入皮膚真皮層，破壞毛囊，永久性去除身體多餘毛發;調q模式，使黑色素細胞大量吸熱，並在超脈沖波的作用下破裂分解，可有效治療藍、黑和綠色文身及各種良性色素性病變。

　　翠綠寶石激光器

　　翠綠寶石激光器，可用於去除身體多餘毛發。經Q開關調制後，可用於去除文身及各種良性色素性病變。其作用原理和效果與紅寶石類似。

　　Nd:YAG激光器

　　Nd:YAG 激光器是醫學中用得較多的激光器，它的轉換率高，輸出功率大，單根晶體工作時輸出功率可達百瓦，比CO2氣體激光止血及凝固效果好，故在醫學上常用來做手術刀，廣泛應用於普外科、耳鼻喉科、泌尿科和骨科及整形科經皮椎間盤手術等，切割血管豐富的組織，大大減少出血。Nd:YAG激光脈沖能量大，不易被水和血紅蛋白吸收，故穿透組織較深。

　　倍頻Nd:YAG激光器

　　Nd:YAG激光器采用倍頻技術可輸出532nm的綠色激光，可選擇適當脈寬對血管性病變組織進行治療。由於其穿透較淺，因而一般僅限於對較淺的血管性病變進行治療。另外，倍頻Nd:YAG激光也可廣泛應用於胃出血、血管瘤的的治療及顯微外科手術，對於由紅的染料顆粒所引起的文身、文唇等人為的皮膚色素變異亦具有一定的治療效果。

　　脈沖染料激光器

　　脈沖染料激光器是液體激光器的一種，以染料為工作物質。目前，臨床常用的脈沖染料激光，其波長分別為532、577、585、590、595、600nm等，采用兩種脈寬(450和1500ns)，多種光斑直徑(3mm、5mm、7mm、10mm和3×5mm)，臨床主要用於治療多種血管性病變。

　　半導體激光器

　　較常用的810nm半導體激光器功率為0.5~25~60w，治療模式為0.1~9.9s單脈沖、重複脈沖及連續輸出，采用 400、600、1000nm接觸式及非接觸式光纖和探頭傳輸，汽化效果較1064nm快三倍，同時兼具良好的止血效果，術中術後出血少，術中光束對神經和組織沒有電刺激，產生煙霧少，病人損失少，出血少，疼痛輕，愈合快，並發症少，住院時間短，另外配以多種內徑的光纖可方便與任何一種內窺鏡匹配，在開放手術中也可靈活應用。

　　鉺激光器

　　鉺激光是一種固體脈沖激光，波長為294nm，處於光譜中人眼看不見的紅外區，激光脈沖頻率為1~20hz，能量密度為5j/ cm2~20j/ cm2，最大脈沖能量為1.5j。鉺激光具有獨特的生物組織作用特性，其波長恰好位於水的最高吸收峰值，由於皮膚中70%以上的成分是水，因此皮膚組織對鉺激光具有極強雷射打標機的吸收能力。當鉺激光脈沖作用在皮膚上時，激光能量迅速被組織吸收，雷射切割機引起淺層皮膚的快速升溫，導致組織的瞬間汽化分離和精密剝脫。每個激光脈沖汽化組織的深度僅為10~20μm，而激光的熱損傷也限定在10~20μm的范圍內，適合於去除手部、頸部和面部淺表、細小和較深的皺紋，同時對皮膚色素性疾病和毛發移植亦有理想的療效。其獨特的作用效果使術後色素沉著被控制在最小程序，尤其適合於較黑的和東方人的皮膚種類。

　　激光技術在飛機結構損傷修理中的應用

　　20世紀60年代第1台激光器發明以來，激光因其具有高方向性、高亮度、高單色性和高相幹性等優良品質而被廣泛應用於諸多領域，成為理想的加工熱源。激光經聚焦後光斑上的功率密度可達104~1015W/cm2，金屬材料在高的功率密度光的照射下會瞬間快速升溫、熔化甚至瞬間汽化。因此，應用不同的功率密度和加熱作用時間，激光就可實現表面熱處理、表面重熔、合金化、熔覆、焊接、切割、打孔、表面沖擊強化等不同的加工目的，是非常理想的加熱源。激光加工的表面改性技術已在飛機結構、航空發動機制造領域得到應用。我國使用激光熔覆技術熔鑄航空發動機渦輪葉片冠部、渦輪導向器，成功恢複了損傷件的形狀、尺寸和性能。

　　近些年來，隨著新機的快速裝備，鈦合金和複合材料已成為我軍現役飛機的主要結構材料。而激光由於具有高方向性、高亮度、高相幹性等優良品質而被廣泛應用於各個領域，它也必將在飛機結構修理領域扮演重要角色。

 

激光打標機無法達到預期的打標深度的原因!

 　　1.激光打標機無法達到預期的打標深度的原因：

　　激光輸出功率是雷射雕刻機否符合要求;

　　聲光關斷電源是否符合要求;

　　光路調整是否准確;

　　工件表面是否在焦平面上;

　　2.使用激光打標機一段時間後，激光激光輸出功率下降：

　　激光腔是否發生變化：微調前後腔透鏡，使輸出光斑佳;

　　全部反向，以及輸出膜片是否髒汙;

　　由於溫度差異，激光打標機的雷射焊接機激光棒表面形成結露現象;

　　3.激光打標機的激光輸出功率正常，但激光束不能起到打標的作用：

　　光路系統的調整是否准確;

　　聲光開關是否可以作為開關使用;

　　操作環境請勿將設備放置在高濕度，多塵或蒸汽

　　操作環境請勿將設備放置在高濕度，多塵或蒸汽的地方。

　　請勿將設備暴露在極高的溫度下，特別是如果設備暴露在直射的陽光下或靠近加熱器的地方。

　　運輸進行維護時，請從插座上拔下電源插頭。

　　長時間不使用設備時，請拔下電源插頭。

　　移動設備時，請拔下雷射打標機電源線和其他電纜。

　　斷開電源線和其他電纜之前，請務必先關閉電源。

　　拔下電源線並握住插頭時，請勿握住電纜。

　　請勿用濕手斷開雷射切割機電源插頭。

　　請勿將電源線放在加熱器附近。

　　請勿在設備上放置任何物體的情況下移動設備。

　　請勿在設備上放置任何物品。

　　不要關閉通風口。

　　清潔鏡頭時，請關閉電源。

 

當我們使用光纖激光切割機時，為什麼會出現錯誤

　　當我們使用光纖激光切割機時，有時會出現錯誤，這對我們的切割精度有一定影響。出現此錯誤的原因是什麼?接下來，讓我們公司的員工介紹每個雷射雕刻機人的理由。
　　1，工件的幾何誤差
　　由於各種原因，加工物的雷射焊接機表面起伏，並且在切割過程中產生熱量，使得薄板部分的表面容易變形，並且由於表面不平整，激光焦點的位置並且還生成要處理的對象的表面。理想的位置隨機變化。
　　2.工件夾緊裝置引起的誤差
　　將加工工件放置在針狀工作台上。由於加工誤差和工雷射打標機件與工件之間長時間的磨損，針床可能不均勻。這種不均勻性還會引起鋼板和激光焦點之間位置的隨機誤差。
　　3，編程錯誤
　　在光纖激光切割機的加工中，複雜曲面上的加工軌跡由雷射切割機直線，圓弧等擬合。這些擬合曲線與實際曲線之間存在誤差。這些誤差使得實際焦點和加工物體表面的相對位置成為可能。理想的編程位置會產生錯誤。一些教學編程系統也引入了一些偏見。

　　我們無法避免這些隨機錯誤。我們只使用在線檢測和控制來減少誤差，從而提高光纖激光切割機的工作精度。