1.激光制造分類(lèi)

從激光原理可知，激光具有單色性好、相干性好、方向性好、亮度高等四大特性，俗稱(chēng)三好一高。

激光宏觀制造技術(shù)可以分為激光常規(guī)制造和激光增材制造兩個(gè)大類(lèi)，激光宏觀制造技 術(shù)主要利用了激光的高亮度和方向性好兩個(gè)特點(diǎn)。

1)激光常規(guī)制造

(1) 基本原理:把具有足夠亮度的激光光束聚焦后照射到被加工材料上的指定部位，被 加工材料在接受不同參量的激光照射后可以發(fā)生氣化、熔化、金相組織以及內(nèi)部應(yīng)力變化等 現(xiàn)象，從而達(dá)到工件材料去除、連接、改性和分離等不同的加工目的。

(2) 主要工藝方法：如圖1-16所示，激光常規(guī)制造主要工藝方法包括激光表面工程（包 括激光表面處理、激光淬火、激光噴涂、激光蒸氣沉積以及激光沖擊硬化等，國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的激光 打標(biāo)也可以歸類(lèi)在激光表面處理內(nèi)）、激光焊接、激光切割等主要工藝方法。

2)激光增材制造（laser additive manufacturing，LAM)

激光增材制造技術(shù)是一種以激光為能量源的增材制造技術(shù)，按照成形原理進(jìn)行分類(lèi)，可 以分為激光選區(qū)熔化和激光金屬直接成形兩大類(lèi)。

(1)激光選區(qū)熔化（selective laser melting, SLM)。

① 工作原理:激光選區(qū)熔化技術(shù)是利用高能量的激光光束，按照預(yù)定的掃描路徑，掃描 預(yù)先在粉床鋪覆好的金屬粉末并將其完全熔化，再經(jīng)冷卻凝固后成形工件的一種技術(shù)，其工 作原理如圖1-17所示。

② 技術(shù)特點(diǎn)如下。

單光束激光經(jīng)過(guò)反射鏡1反射后，再分別經(jīng)過(guò)45°反射鏡2、3、4、5分為四束激光，通過(guò)耦 合透鏡將四束激光耦合進(jìn)人光纖進(jìn)行傳輸，再通過(guò)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直為平行光作用于工件上，實(shí) 現(xiàn)了四光束同時(shí)加工，大大提高了加工效率。

2) —光好用

(1) 在短時(shí)間內(nèi)完成非接觸柔性加工，工件無(wú)機(jī)械變形，熱變形極小，后續(xù)加工量小，被 加工材料的損耗也很少。

(2) 利用導(dǎo)光系統(tǒng)可將光束聚集到工件的內(nèi)表面或傾斜表面上進(jìn)行加工，也可穿過(guò)透光

物質(zhì)（如石英、玻璃），對(duì)其內(nèi)部零部件進(jìn)行加工。 .

(3) 激光光束易于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向、聚焦等各種光學(xué)變換，易實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工件進(jìn)行自動(dòng)化加工。

(4) 通過(guò)使用精密工作臺(tái)、視覺(jué)捕捉系統(tǒng)等裝置，能對(duì)被加工表面狀況進(jìn)行監(jiān)控，能進(jìn)行 精細(xì)微加工。

3)多光廣用

(1) 可對(duì)絕大多數(shù)金屬、非金屬材料和復(fù)合材料進(jìn)行加工，既可以加工高強(qiáng)度、高硬度、 高脆性及高熔點(diǎn)的材料，也可以加工各種軟性材料和多層復(fù)合材料。

(2) 既可在大氣中加工，又可在真空中加工。

(3) 可實(shí)現(xiàn)光化學(xué)加工，如準(zhǔn)分子激光的光子能量高達(dá)7. 9 ev，能夠光解許多分子的鍵 能，引發(fā)或控制光化學(xué)反應(yīng)，如準(zhǔn)分子膜層淀積和去除。

激光制造雖有上述一些特點(diǎn)，但在加工過(guò)程中必須按照工件的加工特性選擇合適的激 光器，對(duì)照射能量密度和照射時(shí)間實(shí)現(xiàn)佳控制。如果激光器、能量密度和照射時(shí)間選擇不 當(dāng)，則加工效果同樣不會(huì)理想。