【技術推介】跨尺度激光精密加(jiā)工技術
針對航空航天、新能源汽車、光電顯示、集成電路等戰略產業關鍵構件如高端模具、齒輪、晶圓、PCB等高精高(gāo)效加工需(xū)求,采用(yòng)激光製造技(jì)術代替傳統方法,顯著提高加工質量和生(shēng)產效率(lǜ),提升自(zì)動化及智能化水平。團隊自主開發(fā)多套跨尺度激光製造裝備及工藝,攻克基於在線監測的激光清洗、打磨(mó)、微(wēi)細加(jiā)工等多種共性關鍵(jiàn)技術:激光清洗多(duō)種汙染物,效率(lǜ)達幾十(shí)平方米每小時;激(jī)光打磨一站式將複雜構件表麵粗(cū)糙度降低至(zhì)Ra0.1m以下,效率達數(shù)百平方厘米每小時;超快激光加工技術(shù)不僅可對金屬、陶瓷或(huò)半(bàn)導體等難加工材(cái)料構件(jiàn)開(kāi)展微納米級別的(de)微細切割、打孔,而且(qiě)用(yòng)於光電顯示、集成電路、鋰電等領域多功能表麵製備。
超(chāo)快激光一般是指脈衝(chōng)寬度短於10 ps的皮秒激光和飛秒(miǎo)激光,超快激光的脈衝寬度極窄、能量密度(dù)極高、與材料作用的時間極短,超快激光加工具有超強(qiáng)、超快、超精密的特性,是(shì)製造技術領域的前沿方向之一。超快激光與材料相互作用,能夠改變材料的物態和性(xìng)質,可實現微米至納(nà)米跨尺度(dù)的(de)控形與(yǔ)控性(xìng),代(dài)表性的技術(shù)手段有飛秒激光直寫、雙光(guāng)子(zǐ)聚合、幹涉光刻(kè)、激光誘導表麵納米結構和納米顆粒等。此外,超快激光跨尺度微納(nà)製造(zào)在航空航天器表麵功能微納結構(抗結冰、減(jiǎn)阻、抗反射結構等)和新能源微型器件(微電池、微電(diàn)容等)製造方麵均有顯著(zhe)優勢。
超快激光跨尺度微納製造技術涉及兩大核心問題——確保超快激光製造過程中的納米尺度的製(zhì)造精度以及微納米跨尺度多級結構製造能力,涉及機械學、物(wù)理學、化學、生物學、材料科學、信息科學等多學科的交叉與(yǔ)融合。未來研究方向主要包括(kuò):①發展完備的(de)理論模型用於描述超快激光與材料相互作用,研究超快激光時/空/頻域光場調控對(duì)材料電子動態和性質的影響機製與規(guī)律;②揭示納米尺度與納米(mǐ)精度下加工、成形(xíng)、波性和跨尺度製造中(zhōng)的尺度效應、表麵/界麵效應等規律;③闡(chǎn)明物質結構演變機理及其與(yǔ)器件功能的聯係,探索製造過程(chéng)由宏觀進入微觀時能量(liàng)、結構和性能間的作用機理與轉換規律,最終建立超快激光跨尺度微納製造(zào)技術理論基礎、工藝裝備和精確表征與計(jì)量方法(fǎ)。
激光技(jì)術的巔峰之作:揭秘跨尺度激光(guāng)精密加工技術(shù)
在科技(jì)的浪潮中,激光技術如同一顆璀璨(càn)的明星,以其獨特的光束特性和高精度加工能力,引領著製(zhì)造業的革新。而今天(tiān),我們要介紹的跨尺度激光精(jīng)密加工技術,更是這一領域的巔峰之作,它打破了傳統加工技術的界限,實現了從微觀到宏觀的全方位精密加工。
一、跨尺度激光精密加工(gōng)技術概述
跨尺度激光精密加工技術,顧名思(sī)義,就是在不同尺度下,利用激光(guāng)束對材(cái)料進行高精度加工的一種技術。它(tā)不僅能處理毫米級別的大型工件,還能深入到微米甚(shèn)至納米級別的微觀世界,進行精密的切割、焊接、打孔等操作。這種技術的出現,極大地(dì)拓寬了激光加工的應用領域,為(wéi)製造業的發展注入了新的活力。
二、技術原理與特點
跨尺度激光精密加工技術基(jī)於激光的高強度、高方向(xiàng)性和高單色性等(děng)特點,通過精確控製激(jī)光束的聚焦和掃(sǎo)描,實現對材料(liào)的精密(mì)加工。其特點主要體現在(zài)以下幾個方麵:
高精度:激光束可以聚焦到(dào)極小的尺寸,實現微米甚至納米級別的加工精度,滿足了高精(jīng)度加工的需求(qiú)。
高效率:激光加工速度快,熱影響區(qū)小,加工效率高(gāo),能夠大幅縮短生產周期。
廣泛適用性:幾乎適用(yòng)於所有(yǒu)金屬和非金(jīn)屬材料,不(bú)受材(cái)料性質的限製。
非接觸(chù)加工:加工過程中(zhōng)無需刀具接觸,避免了材料的機械損傷(shāng)和變形。
三、應用領域
跨尺度激光精密加工技術的應用領域十分廣泛,包括但不限於以下幾個方麵:
電子信息產業:在手機、平板電(diàn)腦等電子產品中,利(lì)用跨尺度激光精密加(jiā)工技術進行切割、打孔(kǒng)等操作,提(tí)高了產品的精度和性能。
新能源領域:在動(dòng)力電池、太陽能電池等新能源(yuán)產品中(zhōng),激光焊接技術已成為標配,實現了(le)高效率(lǜ)、高質量的生產。
航空航天(tiān)領域:在(zài)航(háng)空航天領(lǐng)域,跨尺度激光精密加工技術被用於製造高精度零(líng)件和複雜結構件,提高了產品的可靠性和安全性。
生物醫療領域:在生物醫療(liáo)領域,激光技(jì)術被用於製造醫療器械、生物芯片等高精度產品,為醫療事業的發展(zhǎn)提供了有力支持。
四、未來展望(wàng)
隨著科技的不斷進步和市場的不斷需求,跨尺度激光精密加(jiā)工技術將繼續(xù)發(fā)展壯大。未來,我們可以期待更多的創新應用和技術突破,為製造業的發展注入新的動力。同時,我們也需要(yào)關注技(jì)術發展的挑戰和問(wèn)題,如設備成本、操作難度等,積極尋求解決(jué)方案,推動技術的普(pǔ)及和應用。
【技術推介】跨尺(chǐ)度激光精密加工技術
07-16-2024
