国内外激光器的发展及光纤激光研究方向

2012-07-10 14:38

　　21世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。

　　激光加工是国外激光应用中最大的项目，也是对传统产业改造的重要手段，主要是kW级到10kW级CO2激光器、百瓦到千瓦级YAG激光器实现对各种材料的切割、焊接、打孔、刻划和热处理以及大功率光纤激光器的研制和应用

　　激光加工应用领域中，CO2激光器以切割和焊接应用最广，分别占到70%和20%，表面处理则不到10%。而YAG激光器的应用是以焊接、标记（50%）和切割（15%）为主。在美国和欧洲CO2激光器占到了70~80%。我国激光加工中以切割为主的占10%，其中98%以上的CO2激光器，功率在1.5kW~4kW范围内，而以热处理为主的约占15%，大多数是进行激光处理汽车发动机的汽缸套。这项技术的经济性和社会效益都很高，故有很大的市场前景。随着光纤激光器的研制进展，在低功率巩固其市场份额之后不断的扩大在高功率激光加工的份额。CO2激光器的传统优势逐渐被光纤激光器所取代。

　　如今，市场上卖的大功率激光切割设备主要以光纤激光器为主，CO2激光器从以前的销售收入带动企业营业额转化为以后期售后维护收入住。企业营业收入也销售光纤激光器为主。

　　在汽车工业中，激光加工技术充分发挥了其先进、快速、灵活地加工特点。如在汽车样机和小批量生产中大量使用三维激光切割机，不仅节省了样板及工装设备，还大大缩短了生产准备周期；激光束在高硬度材料和复杂而弯曲的表面打小孔，速度快而不产生破损；激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺，日本Toyota已将激光用于车身面板的焊接，将不同厚度和不同表面涂敷的金属板焊接在一起，然后再进行冲压。虽然激光热处理在国外不如焊接和切割普遍，但在汽车工业中仍应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理。在工业发达国家，激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合，派生出激光快速成形技术。该项技术不仅可以快速制造模型，而且还可以直接由金属粉末熔融，制造出金属模具。