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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)需求的多樣化，產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，更新?lián)Q代的周期也越來(lái)越短。為此，要求不但能根據(jù)市場(chǎng)的要求盡快設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品，而且能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)制造出原型，從而進(jìn)行性能測(cè)試和修改，最終形成定型產(chǎn)品。而在傳統(tǒng)制造系統(tǒng)中，需要大量的模具設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試等工作，成本高，周期長(zhǎng)，已不能適應(yīng)日新月異的市場(chǎng)變化。為了提高研發(fā)和生產(chǎn)速度，快速而精確地制作出高質(zhì)量、低成本的模具和產(chǎn)品，能對(duì)市場(chǎng)變化做出敏捷響應(yīng)，人們作了大量的研究和探索工作。隨著工業(yè)激光器價(jià)格的不斷下降和工業(yè)激光加工技術(shù)的日益成熟，給模具制造和產(chǎn)品生產(chǎn)工藝帶來(lái)了重大變革。本文首先介紹了工業(yè)加工激光器，然后在模具激光制造、模具表面激光強(qiáng)化和替代、模具激光修復(fù)、模具激光清洗等幾個(gè)方面進(jìn)行了介紹和分析。

工業(yè)加工激光器

目前，用于激光加工的工業(yè)激光器主要有兩大類(lèi)：固體激光器和氣體激光器。其中，固體激光器以Nd:YAG激光器為代表；而氣體激光器則以CO2激光器為代表。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，目前人們也開(kāi)始在某些加工應(yīng)用場(chǎng)合使用大功率光纖激光器和大功率半導(dǎo)體激光器。

1) Nd:YAG激光器

Nd:YAG激光器的激光工作物質(zhì)為固態(tài)的Nd:YAG棒，其激光波長(zhǎng)為1.06μm。由于該種激光器的激光轉(zhuǎn)換效率較低，同時(shí)受到Y(jié)AG棒體積和導(dǎo)熱率的限制，其激光輸出平均功率不高。但由于Nd:YAG激光器可以通過(guò)Q開(kāi)關(guān)壓縮激光輸出的脈沖寬度，在以脈沖方式工作時(shí)可獲得很高的峰值功率（108W），適用于需要高峰值功率的激光加工應(yīng)用；其另一大優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)光纖傳輸，避免了復(fù)雜傳輸光路的設(shè)計(jì)制作，在三維加工中非常有用。此外，還可以通過(guò)三倍頻技術(shù)將激光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為355nm（紫外），在激光立體造形技術(shù)中得到應(yīng)用。

2) CO2激光器

CO2激光器的激光工作物質(zhì)為CO2混合氣體，其主要應(yīng)用的激光波長(zhǎng)為10.6μm。由于該種激光器的激光轉(zhuǎn)換效率較高，同時(shí)激光器工作產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)對(duì)流或擴(kuò)散迅速傳遞到激光增益區(qū)之外，其激光輸出平均功率可以做到很高的水平（萬(wàn)瓦以上），滿(mǎn)足大功率激光加工的要求。

國(guó)內(nèi)外用于激光加工的大功率CO2激光器，主要是橫流、軸流激光器。①橫流激光器：橫流激光器的光束質(zhì)量不太好，為多模輸出，主要用于熱處理和焊接。我國(guó)目前已能生產(chǎn)各種大功率橫流CO2激光器系列，可滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)激光熱處理和焊接的需求。②軸流激光器：軸流激光器的光束質(zhì)量較好，為基?；驕?zhǔn)基模輸出，主要用于激光切割和焊接，我國(guó)激光切割設(shè)備市場(chǎng)主要由國(guó)外軸流激光器所占領(lǐng)。盡管?chē)?guó)內(nèi)激光器廠(chǎng)商在國(guó)外軸流激光器上做了許多工作，但由于主要配件還需進(jìn)口，產(chǎn)品價(jià)格難以大幅度下降，普及率低。

武漢博萊科技發(fā)展有限公司研制了一種旋流CO2激光器，如圖1所示，以新型的旋轉(zhuǎn)氣體流動(dòng)方式，使旋流CO2激光器同時(shí)具有了軸流CO2激光器光束質(zhì)量好和橫流CO2激光器造價(jià)低、體積小的優(yōu)點(diǎn)。該種工業(yè)加工激光器的推廣應(yīng)用，將對(duì)我國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和普及起到積極的促進(jìn)作用。