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激光加工設(shè)備的兩大類激光器

發(fā)布時(shí)間:2018-09-18點(diǎn)擊量:

  目前,用于激光加工設(shè)備的工業(yè)激光器主要有兩大類:固體激光器和氣體激光器。其中,固體激光器以Nd:YAG 激光器為代表;而氣體激光器則以 CO2 激光器為代表。隨著激光技術(shù)的發(fā)展,目前人們也開始在某些加工應(yīng)用場(chǎng)合使用大功率光纖激光器和大功率半導(dǎo)體激光器。成都激光加工設(shè)備廠研發(fā)制造的 Nd:YAG 激光器的激光工作物質(zhì)為固態(tài)的 Nd:YAG 棒,其激光波長(zhǎng)為 1.06μm。由于該種激光器的激光轉(zhuǎn)換效率較低,同時(shí)受到 YAG 棒體積和導(dǎo)熱率的限制,其激光輸出平均功率不高。但由于 Nd:YAG 激光器可以通過 Q 開關(guān)壓縮激光輸出的脈沖寬度,在以脈沖方式工作時(shí)可獲得很高的峰值功率(108W),適用于需要高峰值功率的激光加工設(shè)備加工應(yīng)用;其另一大優(yōu)點(diǎn)是可以通過光纖傳輸,避免了復(fù)雜傳輸光路的設(shè)計(jì)制作,在三維加工中非常有用。此外,還可以通過三倍頻技術(shù)將激光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為 355nm(紫外),激光器和計(jì)算機(jī)連接,在激光立體掃描、造形技術(shù)獲得很好地應(yīng)用。

  CO2 激光器的激光工作物質(zhì)為 CO2 混合氣體,其主要應(yīng)用的激光波長(zhǎng)為 10.6μm。由于該種激光器的激光轉(zhuǎn)換效率較高,同時(shí)激光器工作產(chǎn)生的熱量可以通過對(duì)流或擴(kuò)散迅速傳遞到激光增益區(qū)之外,其激光輸出平均功率可以做到很高的水平(萬(wàn)瓦以上),滿足大功率激光加工設(shè)備的要求。

  激光加工是未來(lái)材料加工應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)之一,而 CO2 激光加工設(shè)備一直占激光材料加工中主要的地位,世界激光市場(chǎng)也以 CO2 激光機(jī)器為主力,約占全部的七成左右,每年以百分之十左右的速度增長(zhǎng)。近幾年來(lái),隨著國(guó)際和國(guó)內(nèi)整體產(chǎn)業(yè)環(huán)境的改變,在產(chǎn)業(yè)水準(zhǔn)提升、技術(shù)人員缺乏、自動(dòng)化需求增加、產(chǎn)品附加價(jià)值和加工質(zhì)量有待提高的壓力下,激光加工應(yīng)用已逐漸被國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界接受并采用。

  由于我國(guó)激光器的研發(fā)和制造起步較晚,市場(chǎng)擁有量較低,應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,短期內(nèi)可維持較高的激光市場(chǎng)增長(zhǎng)率,加工應(yīng)用的市場(chǎng)潛力也很大。但產(chǎn)業(yè)界和工業(yè) CO2 激光的使用者,仍然有許多問題需要去解決,尤其在相關(guān)技術(shù)人員的養(yǎng)成訓(xùn)練和新的加工應(yīng)用領(lǐng)域開拓這兩方面,更須下大力氣。激光加工設(shè)備的前景是廣闊的,激光加工手段的不斷進(jìn)步必將帶來(lái)材料加工領(lǐng)域的一次革命。

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