激光拋光設備


激光拋光原理

當材料表面有激光束聚焦時,很短的時間內,在近表面區域有大量的熱積累,這就會使材料表面溫度迅速升高,當溫度達到材料的熔點時,近表面層開始熔化,當溫度繼續升高達到材料的沸點時,近表面層就 開始蒸發,而材料基體的溫度基本保持在室溫。當以上物理變化過程主要為熔化時,因為材料表面熔化部分各處曲 率半徑的不同,使熔融的材料向曲率低(即曲率半徑大)的地方流動,至 率半徑的不同,使熔融的材料向曲率低(即曲率半徑大)的地方流動,至 各處的曲率趨于一致。同時,固態和液態臨界處快速凝固,**終獲得理 想光滑的表面。 在這個過程中,如果材料處于熔融狀態的時間過長的話,熔化層就 會向深處擴展,材料的整體外觀和機械性能也會隨之降低。因此,激光 束和特定材料的相互作用必須產生一個高的溫度梯度,促進材料快速加 熱和冷卻,熔化極限,熔深和材料處于熔化狀態的時間取決于入射光束和材料相互作用過程中不同的參數。當上述物理變化過程主要為蒸發時,激光拋光的實質就是去除材料表面一薄層物質。


激光拋光技術特點

激光拋光是一種利用光纖激光光束對加工元件進行拋光處理的設備,該設備采用一體化整體結構,無化學污染和工作噪音,具有高效率、長壽命和少維護的特點,大大節省了人力和能量消耗。激光拋光是隨著激光技術的發展才出現的一種新型材料表面處理技術,它主要是用一定的能量密度和波長的激光束輻射特點的工件,從而讓它的表面出現一層薄薄的物質融化層或者蒸發從而獲得光滑的表面。激光拋光機從根本上解決了傳統拋光技術很難或者根本不可能解決的、具有復雜的形態和外貌的工件表面,從而提供了自動加工的可能性,所以說激光拋光機是一種很有前途的新型材料加工技術。

激光有4大特性: 單色性、相干性、方向性和高能量密度。這些性質使激 光在加工方面具有獨特的優勢, 激光可經聚焦產生巨大的功率密度( 或能量密度) , 這使激光拋光成為了可能。表 1 給出了激光拋光與其它拋光技術的比較。從表中我們可以看出激光拋光有以下特點:

( 1) 它是非接觸式拋光, 接觸式拋光在樣品上施加了外力, 樣品在外力下容易破裂; 而非接觸式激光拋光則不會對樣品施加任何壓力;

( 2) 激光拋光有很高的靈活性, 它不僅能對平面進行拋光,還由于激光拋光是非接觸式加工, 故運用計算機三維控制能夠對各種曲面進行拋光, 如是對稱曲面效果則更好, 激光能夠拋光的面形有: 平面、球面、橢球面、拋物面等;

( 3) 拋光樣品時, 不需要其它的輔助藥劑, 故對環境的污染很小;

( 4)可以實現精密的拋光; 材料表面經激光拋光后可以達到納米級, 甚至亞納米級;

( 5)特別適合超硬材料和脆性材料粗拋光后的精拋光;

( 6) 可實現微細拋光, 對選定的微小區域進行局部拋光;

( 7) 拋光需要的工作環境比較簡單, 一般在室溫下進行, 不需要特殊的工作環境。



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