如今，制造业中的激光技术每天都在影响着我们的生活；激光切割安全气囊材料并焊接安全气囊雷管以确保我们的车内安全；激光焊接我们许多移动设备中的电池；激光钻飞机的航空发动机部件；激光切割我们智能手机和平板电脑屏幕的玻璃；激光焊接汽车和卡车的动力传动系统；激光切割医疗支架可以增加和改善我们的生活，仅举几例。
激光技术在制造业的扩散和主要收入流驱动力始于金属板材的激光切割。这项技术的采用是激光技术在过去 20 年中以近 10% 的复合年增长率稳步增长的蓝图。激光产生的切割更准确、更精确，这在下游工艺中带来了许多优势。一个有趣的例子是造船业，以前等离子切割的零件需要返工o 合适，造船厂回荡着千锤子的声音。激光切割机安装好后，我记得我问过监督经理他对他的新激光切割机有什么看法，他回答说“安静！”激光还可以切割多种材料，包括金属和非金属，提供灵活性——这是制造车间的关键要求。这种精度、灵活性和独特加工能力确实是选择激光技术用于制造工艺的基石。
快进 20 年，看看激光技术目前所处的位置，有制造或设计工程师几乎可以想象到的每一个过程都需要一台激光器：切割、焊接、打标、机加工、熔覆、增材制造、粗化、剥离——不胜枚举。更仔细地观察当前趋势的制造行业：
大批量激光焊接
最大化焊接时间和最小化减少非焊接时间当然是目标。由于激光焊接是一种非接触式工艺，激光可以通过称为扫描头的移动镜系统非常快速地定向，几乎可以瞬间完成焊接。一个很好的例子是焊接汽车座椅组件——一个带有扫描头的机器人不停地在组件上方移动，在飞行中完成所有焊接。以前需要几分钟的工作现在只需几秒钟。另一个例子是电动汽车的电池焊接——最终电池的成本将决定该行业的成败。降低电池组制造成本的需要意味着高速焊接。激光技术是实现这一目标的唯一可行工艺。
激光零件标记
随着零件跟踪和可追溯性需求的增加，近年来增长最快的激光市场继续扩大.激光打标为各种材料提供永久性的直接标记，具有任何特征——文本、图形、ba代码。标记可以链接到数据库以进行标记序列化或独立运行。激光打标机以反映每年售出数万件的商品价格提供真正令人印象深刻的包装。
激光增材制造
增材制造终于大放异彩，已经存在了近 30 年，价格、能力和需求保持一致。激光增材制造可分为零件修复和零件创建。零件创建可以制造任何其他工艺无法制造的零件：用于医疗植入物的定制零件、更轻的单件式复杂航空发动机部件、快速组件原型制作、具有分级材料成分的零件。零件维修针对的是随着时间的推移而磨损的昂贵部件或工具；这方面的两个关键示例是模具和航空发动机涡轮叶片。金属层沉积在修复区域，稍微多余的部分加工回规格。的关键激光增材制造的成功，特别是零件创建，将持续缩短周期时间。
超短脉冲激光微加工
脉冲持续时间为 10-12 秒和 10-15 秒, 皮秒和飞秒激光器正在定义激光微加工的新机制——加工金属的能力，没有或可以忽略不计的热影响区，加工塑料，脆性材料，如玻璃和陶瓷，以及几乎任何材料。激光通过升华方法去除材料，从固体到蒸汽。机加工边缘质量最高；干净，精确，无毛刺。这提供了极高的精度，特征公差低至微米级，在生产中利用飞秒激光在气体喷射器中钻孔，气体喷射器必须具有精确的几何形状才能最大限度地提高效率。医疗器械行业对与超短脉冲激光功能相匹配的塑料和金属加工有许多要求。即使按照激光成本标准，这些激光器也不便宜，但价格现在因需求而下降，并且可以提供一种创建独特零件设计或显着减少后处理操作的方法。
平板激光切割
绕过激光加工行业的起步点，以及迄今为止收入最高的行业，激光切割继续向前发展。随着光纤和盘式激光器的发展，出现了最新的阶跃变化，这大大推动了切割速度的发展。 2 kW 光纤或盘式激光器现在的切割速度比 4 kW CO2 激光器快。为了跟上，运动系统需要 5G 加速，并以惊人的速度通过屋顶。最近，可以对这些激光器进行外部控制，以最佳地动态切割薄片和厚片。二极管激光器出现较新，并开始引起人们对铝切割的广泛兴趣。
总结
激光器的未来是光明的，如果您有如果您还没有这样做，请仔细研究激光技术及其可能为您做的事情。还有工作要做。激光技术采用的主要障碍之一是制造劳动力缺乏知识和教育，尤其是远离激光切割。像 SME 的工业激光社区这样的组织，一个拥有技术社区网络 (TCN) 的技术社区，正在通过在线网络研讨会和活动中的会议来解决这个劳动力问题。另外，请关注今年 FABTECH (fabtechexpo.com/education) 的激光会议！
本文首次发表于 2015 年 6 月版的《制造工程》杂志。
