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冷热激光加工的分类和各自特点

2019-11-16 16:23:11

                                                              激光加工的分类和各自特点
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根据激光与物质相互作用的机理,激光加工可分为两大类:激光热加工和非热加工。热加工和非热加工通常使用的激光类型是不同的,热加工通常使用的是长脉冲激光或连续激光,非热加工通常使用的是皮秒、飞秒等超短脉冲激光。
激光热加工利用激光照射材料过程中产生的热效应,被照射材料的分子体系需要不断地从照射激光获取能量转化为自身的内能,被照射区域的温度急剧升高,达到材料的熔点和沸点,发生融化、去除,达到加工目的。由于激光的能量转化为分子体系的内能需要的时间较长,因此热加工常用长脉冲激光。这一加工方法简单直接,已广泛用于工业制造,如激光切割、激光增材制造等。但由于加工过程中存在不可避免的热扩散,限制了激光热加工的精度和粗糙度。
非热加工则是利用由材料电子体系扰动引起的非线性效应(如非线性电离、表面散射等),通过电子吸收光子发生跃迁和电离,诱导材料的物理、化学性质发生改变,从而导致一些新颖效应的产生(如双光子聚合、激光自组装等),利用这些新颖的效应达到提高加工精度、优化加工方法的目的。由于电子体系和激光的能量交换可以在瞬间完成,因此非热加工常用超短脉冲激光。这种加工方法精度较高,加工手段多样,是目前激光加工领域的研究热点之一。

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