Page 6 - ILAC_June_2019_eMag
P. 6
技术报道 Technology Report
激光 ：制造业的一种通用工具
The Laser ： One Universal Tool For Manufacturing
激光在工业加工领域的未来会是怎样？
作者：Thomas Graf, Marwan Abdou Ahmed, Peter Berger, Volkher Onuseit, Rudolf Weber
德国斯图加特大学IFSW研究所
被 宣称为第四次工业革命的最有
趣、但也最具挑战性的方面之一，
是大规模个性化需要灵活和可重新配置 模塑 成型 分离 连接 涂覆 材料改性
1
的生产系统。实际上，这是工业革命（所
谓的工业 4.0）首次已经提前公布，但
对普遍适用且灵活的生产工具的需求是
激光器的巨大机会。
几十年来，众所周知，激光是一种 All made by the laser
非常灵活的材料加工工具，可用于满足
图1：激光可用于材料加工应用，涵盖德国工业标准DIN 8580定义的整个工艺范围。
各种制造应用，实际上涵盖了德国工业
标准 DIN 8580 定义的所有制造工艺。DIN 8580 将工艺 艺方面的非凡灵活性，包括切割、烧蚀、钻孔、焊接、硬
分为模塑、成型、分离、连接，涂覆和改变材料特性（见 化、合金化、重熔，以及众多材料和不同的工件配置。” 2
图 1）。在 1992 年的教科书中，Helmut Hügel 就这样说 这就是我们已经习惯于将激光视为通用生产工具的
道 ：“激光在工业制造中的重要性，在于其在各种加工工 原因。但到目前为止，我们总是使用完全不同的激光来应
对不同的应用。其主要原因是各种工艺的物理要求，特别
是平均激光功率、强度、脉冲持续时间，峰值强度或峰
值能量密度，以及有时波长也都是完全不同的。第二个
原因是到目前为止，超短脉冲激光（USP 激光 ；也称为
超快激光）的设置提供脉冲持续时间在皮秒或飞秒范围
内的脉冲，与自由运行的脉冲或连续波（CW）激光显著
不同。与此同时，这些不同激光器提供的平均功率相差
几个数量级，因此使用 USP 激光进行微加工的效率，仍
然远远低于使用高功率 CW 激光器进行宏观加工的效率。
扩展USP激光系统的功能
但所有这一切都将改变。由于 USP 激光器的平均输
图2：德国斯图加特大学Institut für Strahlwerkzeuge（IFSW）开发的多程碟片 出功率刚刚进入数千瓦级（见图 2）， 3-5 这种类型激光器
激光放大器，核心是平面反射镜阵列，引导超短脉冲激光束在薄的碟片激光晶
3,4
体上多次放大； 直到现在才通过这种方法展示了平均输出功率高达2.5kW， 的使用目前正在扩展到传统的微加工实验室之外，并且
脉冲持续时间为几皮秒的输出。
4 JUNE 2019 工 业 激 光 应 用 INDUSTRIAL LASER APPLICATIONS CHINA
1906_AZ_ProCutter_209x279mm+3_CN.indd 2 05.06.2019 09:19:42
