..第30卷第2期北京工业大学学报Vol30N62.2004年6月JOURNALOFBEI」INGUN】VERS】TYOFTECHNOLOGYJun2004现代激光制造及其未来发展左铁apl,北京工业大学激光工程研究院北京10002摘要:为了提升我国传统制造业的技术水平,为激光制造技术在工业生产中的更广泛应用提供科学依据,介、绍了激光制造技术和制造系统在国内外的应用发展状况,强调了工业用激光器光束质量的重要性,指出激光制、造系统的不断进步就是激光器光束质量不断提高的过程;另一方面,提出激光技术在应用领域的扩展和超短超.、.快光源是这一领域的前沿最后,文章提出几点建议,供政府企业和研究单位共同思考关键词:光制造;激光器;光束质量;超短超快光源:::一一一中图分类号TH244.5;T卜248文献标识码A文章编号02540037(2004)02026005.人类文明进步的历史是与制造技术的发展与进步紧密联系在一起的制造技术从石器时代依靠人力、.本身制造简单的工具开始,经历了力加工火焰加工和电加工,正进人崭新的光制造时代激光制造技术、的应用极大地提升了传统制造业的技术水平,带来了产品设计制造工艺和生产观念的巨大变革,正在引.发一场制造技术的革命现代激光制造由激光制造应用技术和激光制造系统技术构成,激光制造应用技术包括:材料连接技、、、术去除和分离技术、成型技术表面技术与微技术;激光制造系统技术包括:制造用激光源的产生技术激、、.、光光束传输与聚焦技术激光光束光斑质量控制技术、检测技术激光加工运动系统技术它们相互促进密不可分,激光制造应用技术的发展,推动激光制造系统技术的技术进步,激光制造系统技术的发展,推.动了激光制造应用技术更加广泛的应用、激光制造技术应用领域广泛,在汽车电子、航空航天、机械、冶金、铁路、船舶等工业部门广泛应用,几.、乎包括了国民经济的所有领域激光制造与传统的加工方法相比,具有能量最大限度地集中、易于操作、、、“”.高的柔性高效率高质量节能环保等突出优点,被誉为制造系统共同的加工手段1激光制造技术的应用状况激光制造是以激光光子作为能量的载体,通过光子与材料的相互作用,引起材料一系列的物理和化学、、、.变化,从而实现材料的制备成形改性连接和去除等‘,,、、自上世纪70年代出现大功率激光器件以来〔l激光制造技术蓬勃发展形成了激光焊接激光切割、、、激光打孔激光表面热处理激光合金化、激光熔覆激光快速原型制造、金属零件激光直接成型、激光刻.槽、激光标记和激光掺杂等十几种应用工艺,并且迅速地取代传统的加工方法,在工业部门广泛应用、.以汽车工业为例,从样车的开发零部件的制造到车身总装,激光无处不在样车的开发和小批量试生产,高度柔性的激光三维切割可以取代冲孔和修边模具,不仅节省大量的模具,还使新车型的开发周期.,大为缩短传统方法研制开发一代新车一般需要5一7a的时间采用计算机辅助设计和辅助制造技术,,,.后[24]新车型的开发周期缩短到了3a在此基础上应用激光技术新车型的开发周期缩短到7个月由,于激光三维切割取代模具的优势显著德国大众汽车公司早在1986年就采用了激光柔性机器手切割系一一.收稿日期:20040430.作者简介:左铁钊(1941一),女,辽宁铁岭人,教授,博士生导师:第2期左铁91现代激光制造及其未来发展.、、统之后,德国奥迪日本尼桑美国福特汽车公司等各世界大汽车厂样车和小批量车的开发和生产都采.用激光三维切割取代修边和切孔模在汽车零部件制造方面,激光焊接的变速器齿轮代替了花键连接的齿轮,极大地减少了零部件的数量,提高了变速器的整体质量与性能,降低了变速器齿轮的制造成本;根据车身不同部位的承重和使用要求,利用激光焊接将不同材质、不同厚度和不同表面状态的坯板拼焊在一起,使车身部件一次压制成型,极.大地简化了生产工艺流程,节省了大量材料,显著降低了车身重量.在车身总装上,激光焊接取代了电阻点焊工艺由于激光良好的可到达性,使得汽车设计师可以自由.、地发挥其想象力和创造性,设计出独特风格的车型同时激光焊接较之电阻点焊具有更高的效率更优异、.的性能更小的材料消耗等由于激光制造技术所具有的无与伦比的优势,在欧洲,汽车制造厂在汽车研制开发和生产中无一例外.,的都大量采用激光制造德国大众公司2002年一次性就订购了260台4kw大功率YAG激光器主要用.于车身的总装德国博世(Bosch)公司的生产线上总共安装了不同类别的大功率激光加工设备40余台.