激光加工技術

激光技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術，傳統上看，它的研究範圍一般可分為以下9個方面：

1.激光加工系統。包括激光器、導光系統、加工機床、控制系統及檢測系統；

2.激光加工工藝。包括焊接、表面處理、打孔、打標、微調等各種加工工藝；

3.激光焊接：汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件。使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半導體泵浦激光器；

4.激光切割：汽車行業、計算機、電氣機殼、木刀模業、各種金屬零件和特殊材料的切割、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板、一些金屬網板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業使用的鈦合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器；

5.激光打標：在各種材料和幾乎所有行業均得到廣泛應用，使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導體泵浦激光器；

6.激光打孔：激光打孔主要應用在航空航天、汽車製造、電子儀錶、化工等行業。激光打孔的迅速發展，主要體打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由400w提高到了800w至1000w。國內比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及鐘錶和儀錶的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業的生產中。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器；

7.激光熱處理：在汽車工業中應用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零部件的熱處理，同時在航空航天、機床行業和其它機械行業也應用廣泛。中國的激光熱處理應用遠比國外廣泛得多。使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器為主；

8.激光快速成型：將激光加工技術和計算機數控技術及柔性製造技術相結合而形成，多用於模具和模型行業。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主；

9.激光塗敷：在航空航天、模具及機電行業應用廣泛。使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器為主。

激光加工為工業製造提供了一個清潔無污染的環境及生產過程，而這也是當下激光加工最大的優勢。

激光加工的組成

激光加工有四部分組成，分別是激光器、電源、機械系統。

激光加工利用高功率密度的激光束照射工件，使材料熔化氣化而進行穿孔，切割和焊接等的特種加工。早期的激光加工由於功率較小，大多用於打小孔和微型焊接。到20世紀70年代，隨著大功率二氧化碳激光器、高重複頻率釔鋁石榴石激光器的出現，以及對激光加工機理和工藝的深入研究，激光加工技術有了很大進展，使用範圍隨之擴大。數千瓦的激光加工機已用於各種材料的高速切割、深熔焊接和材料熱處理等方面。各種專用的激光加工設備競相出現，並與光電跟蹤、計算機數字控制、工業機器人等技術相結合，大大提高了激光加工機的自動化水平和使用功能。從激光器輸出的高強度激光經過透鏡聚焦到工件上，其焦點處的功率密度高達10(～10(瓦/厘米(，溫度高達1萬攝氏度以上，任何材料都會瞬時熔化、氣化。激光加工就是利用這種光能的熱效應對材料進行焊接、打孔和切割等加工的。通常用於加工的激光器主要是固體激光器和氣體激光器。

激光加工技術與傳統加工技術相比具有很多優點，所以得到如此廣泛的應用。尤其適合新產品的開發：一旦產品圖紙形成后，馬上可以進行激光加工，可以在最短的時間內得到新產品的實物。

1、光點小，能量集中，熱影響區小。

2、不接觸加工工件，對工件無污染。

3、不受電磁干擾，與電子束加工相比應用更方便。

4、激光束易於聚焦、導向，便於自動化控制。

5、範圍廣泛：幾乎可對任何材料進行雕刻切割。

6、安全可靠：採用非接觸式加工，不會對材料造成機械擠壓或機械應力。

7、精確細緻：加工精度可達到0.1mm。

8、效果一致：保證同一批次的加工效果幾乎完全一致。

9、高速快捷：可立即根據電腦輸出的圖樣進行高速雕刻和切割，且激光切割的速度與線切割的速度相比要快很多。

10、成本低廉：不受加工數量的限制，對於小批量加工服務，激光加工更加便宜。

11、切割縫細小：激光切割的割縫一般在0.1-0.2mm。

12、切割面光滑：激光切割的切割面無毛刺。

13、熱變形小：激光加工的激光割縫細、速度快、能量集中，因此傳到被切割材料上的熱量小，引起材料的變形也非常小。

14、適合大件產品的加工：大件產品的模具製造費用很高，激光加工不需任何模具製造，而且激光加工完全避免材料沖剪時形成的塌邊，可以大幅度地降低企業的生產成本提高產品的檔次。

15、節省材料：激光加工採用電腦編程，可以把不同形狀的產品進行材料的套裁，最大限度地提高材料的利用率，大大降低了企業材料成本。

不同激光技術又衍生出不同的激光器，例如，CO2激光器、固體激光器、光纖激光器和準分子激光器等等，它們在工業加工製作方面都起到了重要的作用。

而從地域發展情況來看，激光市場在亞太地區的長足發展是激光行業快速發展的又一大因素。中國、日本、韓國發展速度尤為突出。未來五年內，這些主要發展地區將在汽車製造、原始設備製造等方面獲得更多發展空間。

激光加工技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術，它的範圍一般可分為：

1．激光加工系統。包括激光器、導光系統、加工機床、控制系統及檢測系統。

2．激光加工工藝。

簡介

激光打標技術是激光加工最大的應用領域之一。激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發生顏色變化的化學反應，從而留下永久性標記的一種打標方法。激光打標可以打出各種文字、符號和圖案等，字元大小可以從毫米到微米量級，這對產品的防偽有特殊的意義。聚焦后的極細的激光光束如同刀具，可將物體表面材料逐點去除，其先進性在於標記過程為非接觸性加工，不產生機械擠壓或機械應力，因此不會損壞被加工物品；由於激光聚焦后的尺寸很小，熱影響區域小，加工精細，因此，可以完成一些常規方法無法實現的工藝。

激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光點，不需要額外增添其它設備和材料，只要激光器能正常工作，就可以長時間連續加工。激光加工速度快，成本低廉。激光加工由計算機自動控制，生產時不需人為干預。

作用

激光能標記何種信息，僅與計算機里設計的內容相關，只要計算機里設計出的圖稿打標系統能夠識別，那麼打標機就可以將設計信息精確的還原在合適的載體上。因此激光打標軟體的功能實際上很大程度上決定了激光打標系統的功能。

簡介

激光切割分類:

1、汽化切割

工件在激光作用下快速加熱至沸點，部分材料化作蒸汽逸去，部分材料為噴出物從切割縫底部吹走。這種切割機是無融化材料的切割方式。

2、熔化切割

激光將工件加熱至熔化狀態，與光束同軸的氬、氮等輔助氣流將熔化材料從切縫中吹掉。

3、氧助熔化切割

金屬被激光迅速加熱至燃點以上，與氧發生劇烈的氧化反應（即燃燒），放出大量的熱，又加熱下一層金屬，金屬被繼續氧化，並藉助氣體壓力將氧化物從切縫中吹掉。

作用

激光切割技術廣泛應用於金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質量。現代的激光成了人們所幻想追求的“削鐵如泥”的“寶劍”。以CO2激光切割機為例，整個系統由控制系統、運動系統、光學系統、水冷系統、排煙和吹氣保護系統等組成，採用最先進的數控模式實現多軸聯動及激光不受速度影響的等能量切割，同時支持DXP、PLT、CNC等圖形格式並強化界面圖形繪製處理能力；採用性能優越的進口伺服電機和傳動導向結構實現在高速狀態下良好的運動精度。

激光切割是應用激光聚焦后產生的高功率密度能量來實現的。在計算機的控制下，通過脈衝使激光器放電，從而輸出受控的重複高頻率的脈衝激光，形成一定頻率，一定脈寬的光束，該脈衝激光束經過光路傳導及反射並通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上，形成一個個細微的、高能量密度光斑，焦斑位於待加工面附近，以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個高能量的激光脈衝瞬間就把物體表面濺射出一個細小的孔，在計算機控制下，激光加工頭與被加工材料按預先繪好的圖形進行連續相對運動打點，這樣就會把物體加工成想要的形狀。切割時，一股與光束同軸氣流由切割頭噴出，將熔化或氣化的材料由切口的底部吹出(註：如果吹出的氣體和被切割材料產生熱效反應，則此反應將提供切割所需的附加能源；氣流還有冷卻已切割面，減少熱影響區和保證聚焦鏡不受污染的作用)。與傳統的板材加工方法相比，激光切割其具有高的切割質量(切口寬度窄、熱影響區小、切口光潔)、高的切割速度、高的柔性(可隨意切割任意形狀)、廣泛的材料適應性等優點。

簡介

激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一，焊接過程屬熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈衝的寬度、能量、峰功率和重複頻率等參數，使工件熔化，形成特定的熔池。由於其獨特的優點，已成功地應用於微、小型零件焊接中。高功率CO2及高功率YAG激光器的出現，開闢了激光焊接的新領域。獲得了以小孔效應為理論基礎的深熔接，在機械、汽車、鋼鐵等工業部門獲得了日益廣泛的應用。

與其它焊接技術比較，激光焊接的主要優點是：激光焊接速度快、深度大、變形小。能在室溫或特殊的條件下進行焊接，焊接設備裝置簡單。例如，激光通過電磁場，光束不會偏移；激光在空氣及某種氣體環境中均能施焊，並能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接時，深寬比可達5：1，最高可達10：1。可焊接難熔材料如鈦、石英等，並能對異性材料施焊，效果良好。便如，將銅和鉭兩種性質截然不同的材料焊接在一起，合格率幾乎達百分之百。也可進行微型焊接。激光束經聚焦后可獲得很小的光斑，且能精密定位，可應用於大批量自動化生產的微、小型元件的組焊中，例如，集成電路引線、鐘錶遊絲、顯像管電子槍組裝等由於採用了激光焊，不僅生產效率大、高，且熱影響區小，焊點無污染，大大提高了焊接的質量。

作用

可焊接難以接近的部位，施行非接觸遠距離焊接，具有很大的靈活性。在YAG激光技術中採用光纖傳輸技術，使激光焊接技術獲得了更為廣泛的推廣與應用。激光束易實現光束按時間與空間分光，能進行多光束同時加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件。

簡介

激光熱處理（激光相變硬化、激光淬火）是利用高功率密度的激光束對金屬進行表面處理的方法，它可以對金屬實現相變硬化（或稱作表面淬火、表面非晶化、表面重熔粹火）、表面合金化等表面改性處理，產生用其大表面淬火達不到的表面成分、組織、性能的改變。經激光處理后，鑄鐵表面硬度可以達到HRC60度以上，中碳及高碳的碳鋼，表面硬度可達HRC70度以上，從而提高起抗磨性，耐腐蝕，抗氧化等性能，延長其使用壽命。

作用

激光熱處理技術與其它熱處理如高頻淬火，滲碳，滲氮等傳統工藝相比，具有以下特點：

1.無需使用外加材料，僅改變被處理材料表面的組織結構。處理后的改性層具有足夠的厚度，可根據需要調整深淺一般可達0.1-0.8mm。

2.處理層和基體結合強度高。激光表面處理的改性層和基體材料之間是緻密的冶金結合，而且處理層表面是緻密的冶金組織，具有較高的硬度和耐磨性。

3.被處理件變形極小，由於激光功率密度高，與零件的作用時間很短（10-2-10秒），故零件的熱變形區和整體變化都很小。故適合於高精度零件處理，作為材料和零件的最後處理工序。

4．加工柔性好，適用面廣。利用靈活的導光系統可隨意將激光導向處理部分，從而可方便地處理深孔、內孔、盲孔和凹槽等，可進行選擇性的局部處理。

激光打孔技術具有精度高、通用性強、效率高、成本低和綜合技術經濟效益顯著等優點，已成為現代製造領域的關鍵技術之一。在激光出現之前，只能用硬度較大的物質在硬度較小的物質上打孔。這樣要在硬度最大的金剛石上打孔，就成了極其困難的事。

激光出現后，這一類的操作既快又安全。但是，激光鑽出的孔是圓錐形的，而不是機械鑽孔的圓柱形，這在有些地方是很不方便的。

利用激光高功率密度，由激光加工系統在數控控制下，在基材表面指定部位形成一層很薄的微熔層，同時添加特定成分的自熔合金粉，如鎳基、鈷基和鐵基合金等，使它們以熔融狀態均勻地鋪展在零件表層並達到預定厚度，與微熔的基體金屬材料形成良好的冶金結合，並且相互間只有很小的稀釋度，在隨後的快速凝固過程中，在零件表面形成與基材完全不同的、具有預定特殊性能的功能熔覆材料層，從而可以完全改變材料表面性能，可以使價廉的材料表面獲得極高的耐磨、耐蝕、耐高溫等性能。該工藝可以修復材料表面的孔洞和裂紋，可以恢復已磨損零件的幾何尺寸和性能。該技術還可以用在快速原型製造領域，利用激光逐層熔覆金屬或合金粉末，快速製造出零件。

激光快速成形技術集成了激光技術、CAD/CAM技術和材料技術的最新成果，根據零件的CAD模型，用激光束將光敏聚合材料逐層固化，精確堆積成樣件，不需要模具和刀具即可快速精確地製造形狀複雜的零件，該技術已在航空航天、電子、汽車等工業領域得到廣泛應用。

作為20世紀科學技術發展的主要標誌和現代信息社會光電子技術的支柱之一，激光技術和激光產業的發展受到世界先進國家的高度重視。

激光加工是國外激光應用中最大的項目，也是對傳統產業改造的重要手段，主要是kW級到10kW級CO2激光器和百瓦到千瓦級YAG激光器實現對各種材料的切割、焊接、打孔、刻劃和熱處理等。據1997~1998年的最新激光市場評述和預測，1997年全世界總激光器市場銷售額達32.2億美元，比1996年增長14%，其中材料加工為8.29億美元，醫療應用4億美元，研究領域1.5億美元。1998年總收入預計增長19%，可達到38.2億美元。其中占第一位的材料加工預計超過10億美元，醫用激光器是國外第二大應用。

激光加工應用領域中，CO2激光器以切割和焊接應用最廣，分別佔到70%和20%，表面處理則不到10%。而YAG激光器的應用是以焊接、標記（50%）和切割（15%）為主。在美國和歐洲CO2激光器佔到了70~80%。我國激光加工中以切割為主的佔10%，其中98%以上的CO2激光器，功率在1.5kW~2kW範圍內，而以熱處理為主的約佔15%，大多數是進行激光處理汽車發動機的汽缸套。這項技術的經濟性和社會效益都很高，故有很大的市場前景。

在汽車工業中，激光加工技術充分發揮了其先進、快速、靈活地加工特點。如在汽車樣機和小批量生產中大量使用三維激光切割機，不僅節省了樣板及工裝設備，還大大縮短了生產準備周期；激光束在高硬度材料和複雜而彎曲的表面打小孔，速度快而不產生破損；激光焊接在汽車工業中已成為標準工藝，日本Toyota已將激光用於車身面板的焊接，將不同厚度和不同表面塗敷的金屬板焊接在一起，然後再進行衝壓。雖然激光熱處理在國外不如焊接和切割普遍，但在汽車工業中仍應用廣泛，如缸套、曲軸、活塞環、換向器、齒輪等零部件的熱處理。在工業發達國家，激光加工技術和計算機數控技術及柔性製造技術相結合，派生出激光快速成形技術。該項技術不僅可以快速製造模型，而且還可以直接由金屬粉末熔融，製造出金屬模具。

80年代，YAG激光器在焊接、切割、打孔和標記等方面發揮了越來越大作用。通常認為YAG激光器切割可以得到好的切割質量和高的切割精度，但在切割速度上受到限制。隨著YAG激光器輸出功率和光束質量的提高而被突破。YAG激光器已開始擠進kw級CO2激光器切割市場。YAG激光器特別適合焊接不允許熱變形和焊接污染的微型器件，如鋰電池、心臟起搏器、密封繼電器等。YAG激光器打孔已發展成為最大的激光加工應用。

國外激光打孔主要應用在航空航天、汽車製造、電子儀錶、化工等行業。打孔峰值功率高達30~50kw，打孔用的脈衝寬度越來越窄，重複頻率越來越高，激光器輸出參數的提高，很大程度上改善了打孔質量，提高了打孔速度，也擴大了打孔的應用範圍。國內比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及手錶寶石軸承的生產中。

研究開發

激光加工技術研究開發的重點可歸納為：

新一代工業激光器研究，處在技術上的更新時期，其標誌是二極體泵浦全固態激光器的發展及應用；

精細激光加工，在激光加工應用統計中微細加工1996年只佔6%，1997年翻了一倍達12%，1998年已增加到20%；

加工系統智能化，系統集成不僅是加工本身，而是帶有實時檢測、反饋處理，隨著專家系統的建立，加工系統智能化已成為必然的發展趨勢。

激光技術在中國經過30多年的發展，取得了上千項科技成果，許多已用於生產實踐，激光加工設備產量平均每年以20%的速度增長，為傳統產業的技術改造、提高產品質量解決了許多問題，如激光毛化纖技術正在寶鋼、本鋼等大型鋼廠推廣，將改變中國汽車覆蓋件的鋼板完全依賴進口的狀態，激游標記機與激光焊接機的質量、功能、價格符合國內市場的需求，市場佔有率達90%以上。

存在的主要問題：

科研成果轉化為商品的能力差，許多有市場前景的成果停留在實驗室的樣機階段；

激光加工系統的核心部件激光器的品種少、技術落後、可靠性差。國外不僅二級管泵浦的全固態激光器已用於生產過程中，而且二級管激光器也被應用，而中國二極體泵浦的全固態激光器還處在剛開始研究開發階段；

對加工技術的研究少，尤其對精細加工技術的研究更為薄弱，對紫外波激光進行加工的研究進行的極少；

激光加工設備的可靠性、安全性、可維修性、配套性較差，難以滿足工業生產的需要。

技術科學

科學的任務是認識世界，技術的任務是改造世界，技術是從科學到生產的中間環節，是把科學理論轉化為生產力的橋樑，技術來源於實驗經驗的總結和科學原理的指導。

技術特性

當技術的使用在現代社會無所不在，一套共同的特性可以用來現代技術上。許多的作者，如McGinn(1991)和Winston(2003)列了下列一些關鍵的特性：

複雜度，指大多現今的工具都很難以了解的特性(即需要一連串對製造或使用的事先訓練)。一些較相對簡單使用，但卻相對困難去理解其來源和製造方法，如餐刀、棒球及高加工食品等。另外也有很難使用且很難理解的，如拖拉機、電視、電腦等。

依賴性，指現今工具多依賴著其他的現代工具，而其他的現代工具又依賴著另外的其他現代工具的事實，不論是在製造、使用上面。例如，車子便有一巨大且複雜的製造及維護工業持撐著。而使用也需要有一複雜的公路、街道、高速公路、加油站、保養廠和廢棄物收集等設備。

多樣性，指相同工具的不同類型和變異。想像今日所存在的眾多湯匙和剪刀。即使是更複雜的工具也通常有許多的形狀和樣式，如建築起重機或車子。

普及性，規模，指現代技術的普及。簡單地說，技術似乎在每一個角落。它支配了現代的生活。另外，規模亦指許多現代技術計劃的範圍，如手機網路、網際網路、飛機航行、通訊衛星及其對地球上人們的影響。

激光技術與原子能、半導體及計算機一起，是二十世紀最負盛名的四項重大發明。

激光作為上世紀發明的新光源，它具有方向性好、亮度高、單色性好及高能量密度等特點，已廣泛應用於工業生產、通訊、信息處理、醫療衛生、軍事、文化教育以及科研等方面。據統計，從高端的光纖到常見的條形碼掃描儀，每年與激光相關產品和服務的市場價值高達上萬億美元。中國激光產品主要應用於工業加工，佔據了40%以上的市場空間。

激光加工作為激光系統最常用的應用，主要技術包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標、激光鑽孔、微加工及光化學沉積、立體光刻、激光刻蝕等。

激光加工設備就是利用激光加工技術改造傳統製造業的關鍵技術設備之一，主要產品則包括各類激光打標機、焊接機、切割機、划片機、雕刻機、熱處理機、三維成型機以及毛化機等。這類產品已經或正在進入各工業領域。

從全球激光產品的應用領域來看，材料加工行業仍是其主要的應用市場，佔比為35.2%;通信行業排名第二，其所佔比重為30.6%;另外，數據存儲行業佔據第三位，其所佔比重為12.6%。

與傳統加工技術相比，激光加工技術具有材料浪費少、在規模化生產中成本效應明顯、對加工對象具有很強的適應性等優勢特點。在歐洲，對高檔汽車車殼與底座、飛機機翼以及航天器機身等特種材料的焊接，基本採用的是激光技術。

近十年來，隨著工業激光應用市場在不斷擴大，激光加工領域也不斷開拓，由傳統的鐘錶、電池、衣扣等輕工行業向機械製造業、汽車製造業、航空、動力和能源以及醫學和牙科儀器設備製造業等應用領域拓展，將有效拉動激光加工設備的需求。

2011年，全球激光工業加工設備銷售額獲得了強勁的兩位數增長。據《工業激光解決方案》(ILS)的數據顯示，2011年全球激光系統銷售收入70.60億美元，同比增長16%，其中，激光器銷售收入19.56億美元，同比增長18%。

激光是本世紀的重大發明之一，具有巨大的技術潛力，專家們認為，電子技術的全勝時期，其主角是計算機，下一代將是光技術時代，其主角是激光。激光因具有單色性、相干性和平行性三大特點，特別適用於材料加工。激光加工是激光應用最有發展前途的領域，國外已開發出20多種激光加工技術。激光的空間控制性和時間控制性很好，對加工對象的材質、形狀、尺寸和加工環境的自由度都很大，特別適用於自動化加工。激光加工系統與計算機數控技術相結合可構成高效自動化加工設備，已成為企業實行適時生產的關鍵技術，為優質、高效和低成本的加工生產開闢了廣闊的前景。

激光加工技術的應用

已成熟的激光加工技術包括：激光快速成形技術、激光焊接技術、激光打孔技術、激光切割技術、激光打標技術、激光去重平衡技術、激光蝕刻技術、激光微調技術、激光存儲技術、激光劃線技術、激光清洗技術、激光熱處理和表面處理技術。

激光焊接技術具有溶池凈化效應，能純凈焊縫金屬，適用於相同和不同金屬材料間的焊接。激光焊接能量密度高，對高熔點、高反射率、高導熱率和物理特性相差很大的金屬焊接特別有利。

激光切割技術可廣泛應用於金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質量。脈衝激光適用於金屬材料，連續激光適用於非金屬材料，後者是激光切割技術的重要應用領域。

激光打標技術是激光加工最大的應用領域之一。準分子激光打標發展起來的一項新技術，特別適用於金屬打標，可實現亞微米打標，已廣泛用於微電子工業和生物工程。

激光去重平衡技術是用激光去掉高速旋轉部件上不平衡的過重部分，使慣性軸與旋轉軸重合，以達到動平衡的過程。激光去重平衡技術具有測量和去重兩大功能，可同時進行不平衡的測量和校正，效率大大提高，在陀螺製造領域有廣闊的應用前景。對於高精度轉子，激光動平衡可成倍提高平衡精度，其質量偏心值的平衡精度可達1%或千分之幾微米。

激光蝕刻技術比傳統的化學蝕刻技術工藝簡單、可大幅度降低生產成本，可加工0.125～1微米寬的線，非常適合於超大規模集成電路的製造。

激光微調技術可對指定電阻進行自動精密微調，精度可達0.01%～0.002%，比傳統加工方法的精度和效率高、成本低。激光微調包括薄膜電阻(0.01～0.6微米厚)與厚膜電阻(20～50微米厚)的微調、電容的微調和混合集成電路的微調。

激光存儲技術是利用激光來記錄視頻、音頻、文字資料及計算機信息的一種技術，是信息化時代的支撐技術之一。

激光劃線技術是生產集成電路的關鍵技術，其劃線細、精度高(線寬為15～25微米，槽深為5～200微米)，加工速度快(可達200毫米/秒)，成品率可達99.5%以上。

激光清洗技術的採用可大大減少加工器件的微粒污染，提高精密器件的成品率。

激光熱、表處理技術包括：激光相變硬化技術、激光包覆技術、激光表面合金化技術、激光退火技術、激光衝擊硬化技術、激光強化電鍍技術、激光上釉技術，這些技術對改變材料的機械性能、耐熱性和耐腐蝕性等有重要作用。

激光相變硬化(即激光淬火)是激光熱處理中研究最早、最多、進展最快、應用最廣的一種新工藝,適用於大多數材料和不同形狀零件的不同部位，可提高零件的耐磨性和疲勞強度，國外一些工業部門將該技術作為保證產品質量的手段。

激光包覆技術是在工業中獲得廣泛應用的激光表面改性技術之一,具有很好的經濟性，可大大提高產品的抗腐蝕性。

激光表面合金化技術是材料表面局部改性處理的新方法,是未來應用潛力最大的表面改性技術之一，適用於航空、航天、兵器、核工業、汽車製造業中需要改善耐磨、耐腐蝕、耐高溫等性能的零件。

激光退火技術是半導體加工的一種新工藝，效果比常規熱退火好得多。激光退火后,雜質的替位率可達到98%～99%,可使多晶硅的電阻率降到普通加熱退火的1/2～1/3,還可大大提高集成電路的集成度,使電路元件間的間隔縮小到0.5微米。

激光衝擊硬化技術能改善金屬材料的機械性能,可阻止裂紋的產生和擴展,提高鋼、鋁、鈦等合金的強度和硬度,改善其抗疲勞性能。

激光強化電鍍技術可提高金屬的沉積速度,速度比無激光照射快1000倍,對微型開關、精密儀器零件、微電子器件和大規模集成電路的生產和修補具有重大義意。使用改技術可使電度層的牢固度提高昂100～1000倍。

激光上釉技術對於材料改性很有發展前途,其成本低,容易控制和複製,有利於發展新材料。激光上釉結合火焰噴塗、等離子噴塗、離子沉積等技術,在控制組織、提高表面耐磨、耐腐蝕性能方面有著廣闊的應用前景。電子材料、電磁材料和其它電氣材料經激光上釉後用於測量儀錶極為理想。

二、激光加工技術的發展趨勢

1.數控化和綜合化

把激光器與計算機數控技術、先進的光學系統以及高精度和自動化的工件定位相結合，形成研製和生產加工中心，已成為激光加工發展的一個重要趨勢。

2.小型化和組合化

國外已把激光切割和模具衝壓兩種加工方法組合在一台機床上，製成激光沖床，它兼有激光切割的多功能性和衝壓加工的高速高效的特點，可完成切割複雜外形、打孔、打標、劃線等加工。

3.高頻度和高可靠性

國外YAG激光器的重複頻度已達2000次/秒，二極體陣列泵浦的Nd：YAG激光器的平均維修時間已從原來的幾百小時提高到1～2萬小時。

4.採用激元激光器進行金屬加工

這是國外激光加工的一個新課題。激元激光器能發射出波長157～350納米的紫外激光,大多數金屬對這種激光的反射率很低,吸收率相應很高,因此,這種激光器在金屬加工領域有很大的應用價值。

三、應用於牙科的激光系統依據激光在牙科應用的不同作用，分為幾種不同的激光系統。區別激光的重要特徵之一是：光的波長，不同波長的激光對組織的作用不同，在可見光及近紅外光譜範圍的光線，吸光性低，穿透性強，可以穿透到牙體組織較深的部位，例如氬離子激光、二極體激光或Nd：YAG激光(如圖1)。而Er：YAG激光和CO，激光的光線穿透性差，僅能穿透牙體組織約0．01毫米。區別激光的重要特徵之二是：激光的強度(即功率)，如在診斷學中應用的二極體激光，其強度僅為幾個毫瓦特，它有時也可用在激光顯示器上。用於治療的激光，通常是幾個瓦特中等強度的激光。激光對組織的作用，還取決於激光脈衝的發射方式，以典型的連續脈衝發射方式的激光有：氬離子激光、二極體激光、CO2，激光；以短脈衝方式發射的激光有：Er：YAG激光或許多Nd：YAG激光，短脈衝式的激光的強度(即功率)可以達到1,000瓦特或更高，這些強度高、吸光性也高的激光，只適用於清除硬組織。激光在齲齒的診斷方面的應用1．脫礦、淺齲2．隱匿齲激光在治療方面的應用1．切割2．充填物的聚合，窩洞處理

與國際上激光加工系統相比，中國的激光加工系統差距甚大，僅佔全球銷售額的2%左右。主要表現為：高檔激光加工系統很少，甚至沒有；主力激光器不過關；微細激光加工裝備缺口較大；而這些領域中國的生產企業正在積蓄力量穩步進入，國內應用市場有很大發展空間。

預測今後2-3年內，中國銷售額將會由2004年的15億人民幣上升翻一倍，也就是說會達到30億元產值。其原因:

1、國家重視，各級政府部門都在積極關注、規劃、立項，多方面資金正在注入。特別是國家強調立項主體由大專院校，科研部門料轉到以企業為主，這就促進了企業產品的自主創新，技術升級。

2、國內各類製造業接受了激光加工技術，它可使他們的產品增加技術含量，加快產品更新換代，採用它可達到“敏捷製造”的水平，滿足市場對“個性化”產品的要求。

3、國內已逐步形成了產業群體激光零部件配套企業慢慢補齊，各類具有特色的激光加工系統製造商紛紛建立，國內已形成四個激光加工裝備製造的產業帶，它們主要分佈在華中；珠江三角洲;長江三角洲和京津環渤海經濟發達地區。

4、國際上知名的激光加工製造商有的在華投資建廠；有的以國內合資生產，總趨勢是紛紛進入，形成國際競爭國內化。

5、國內在主力激光器方面逐步過關，進入市場應用。如大功率軸流CO2激光器，中小功率金屬腔射頻CO2激光器，半導體泵浦全固態激光器、光纖激光器、及倍頻DPL、大功率二極體模塊等，正蓄勢待發，進入產品化初期，進入市場。為國產激光加工的升值開拓新應用創造條件。

在國內已創立的一片大好形勢下，殷切期望業內各企業努力創造具有自主創新的產品，儘力避免低價位、低利潤率的競爭，使國產設備走上越來越健康發展局勢。

本專業畢業生面向先進位造、激光成型領域的產品設計、開發、製造和管理，主要從事激光設備（SLS）操作、加工、維護以及激光加工產品銷售等工作。既可服務激光設備操作與加工崗位，也可成長為製造工藝師、圖形設計師及手板製造工程師等。

隨著第三次工業革命“3D”列印技術的到來，激光加工技術作為“3D”列印技術的核心在未來製造行業中起到了舉足輕重的作用，對人才的需求也會越來越多。