200W光纖激光器應(yīng)用

1、SPI 200W光纖激光器的應(yīng)用一、激光焊接-一般應(yīng)用500w到20kw的激光器1、激光焊原理 激光焊采用激光作為焊接熱源，機(jī)器人作為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。激光熱源的特殊優(yōu)勢(shì)在于，它有著超乎尋常的加熱能力，能把大量的能量集中在很小的作用點(diǎn)上，所以具有能量密度高、加熱集中、焊接速度快及焊接變形小等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)薄板的快速連接。 當(dāng)激光光斑上的功率密度足夠大( 106 W/ cm2 )時(shí)，金屬在激光的照射下迅速加熱，其表面溫度在極短的時(shí)間內(nèi)升高至沸點(diǎn)，金屬發(fā)生氣化。金屬蒸氣以一定的速度離開(kāi)金屬熔池的表面，產(chǎn)生一個(gè)附加應(yīng)力反作用于熔化的金屬，使其向下凹陷，在激光斑下產(chǎn)生一個(gè)小凹坑。隨著加熱過(guò)程的進(jìn)行，激光可以直接

2、射入坑底，形成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的“小孔”。當(dāng)金屬蒸氣的反沖壓力與液態(tài)金屬的表面張力和重力平衡后，小孔不再繼續(xù)深入。光斑密度很大時(shí)，所產(chǎn)生的小孔將貫穿于整個(gè)板厚，形成深穿透焊縫。小孔隨著光束相對(duì)于工件而沿著焊接方向前進(jìn)。金屬在小孔前方熔化，繞過(guò)小孔流向后方，重新凝固形成的焊縫如圖1 所示。2、激光焊接設(shè)備 激光焊接設(shè)備主要由激光器、光導(dǎo)系統(tǒng)、焊接機(jī)和控制系統(tǒng)組成如圖2 所示。 1. 激光器 用于激光焊接的激光器主要有CO2 氣體激光器和YAG 固體激光器兩種。激光器最重要的性能是輸出功率和光束質(zhì)量。從這兩方向考慮，CO2 激光器比YAG 激光器具有很大優(yōu)勢(shì)，是目前深熔焊接主要采用的激光器，生產(chǎn)上應(yīng)用大多

3、數(shù)還處在6 15kW 范圍。YAG 激光器一般功率小于1kW，用于薄小零件的微連接。近年來(lái)，國(guó)外在研制和生產(chǎn)大功率YAG 激光器方面取得了突破性的進(jìn)展，最大功率已達(dá)5kW，并已投人市場(chǎng)。由于其波長(zhǎng)短，僅為CO2 激光的1/ 10 ，有利于金屬表面吸收，可以用光纖傳輸，簡(jiǎn)化光導(dǎo)系統(tǒng)。因此，大功率YAG 激光焊接技術(shù)在今后一段時(shí)間內(nèi)將獲得迅速發(fā)展，成為CO2 激光焊接強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。 2. 光導(dǎo)和聚焦系統(tǒng) 光導(dǎo)聚焦系統(tǒng)由圓偏振鏡、擴(kuò)束鏡、反射鏡或光纖以及聚焦鏡等組成，實(shí)現(xiàn)改變光束偏振狀態(tài)及方向，傳輸光束和聚焦的功能。這些光學(xué)零件的狀況對(duì)激光焊接質(zhì)量有極其重要的影響。在大功率激光作用下，光學(xué)部件尤

4、其是透鏡性能會(huì)劣化使透過(guò)率下降，產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)，表面污染也會(huì)增加傳輸損耗。所以光學(xué)部件的質(zhì)量、維護(hù)和工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要。 3. 焊接機(jī)器人 由于激光- MIG 復(fù)合焊接技術(shù)對(duì)焊接接頭的裝配精度要求較低，所以可以不必采用激光釬焊機(jī)器人的設(shè)計(jì)方式，既區(qū)別于常規(guī)的絞臂式焊接機(jī)器人，也無(wú)需設(shè)計(jì)焊縫自動(dòng)跟蹤矯正系統(tǒng)以及激光在線檢測(cè)系統(tǒng)，這樣可以大大降低工裝設(shè)備的成本投資，降低工裝設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。3、激光焊接方法的特點(diǎn) 激光焊接方法具有如下特點(diǎn)： ( 1) 能量密度高、適合于高速焊接。 ( 2) 焊接時(shí)間短、材料本身的熱變形及熱影響區(qū)小，尤其適合高熔點(diǎn)、高硬度加工。 ( 3) 無(wú)電極、工具

5、等的磨損消耗。 ( 4) 對(duì)環(huán)境無(wú)污染。 ( 5) 可通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、普通方法難以達(dá)到的部位、多路同時(shí)或分時(shí)焊接。 ( 6) 很容易改變激光輸出焦距及焊點(diǎn)位置。 ( 7) 很容易搭載到機(jī)器人裝置上。 激光復(fù)合焊接技術(shù)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于激光復(fù)合焊接，優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在： 無(wú)燒穿時(shí)焊縫背面下垂的現(xiàn)象，適用范圍更廣；對(duì)于激光- MIG 焊接，優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：較高的焊接速度、熔焊深度大、產(chǎn)生的焊接熱少、焊縫的強(qiáng)度高、焊縫寬度小及焊縫凸出小，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定性好，設(shè)備可用性好及焊縫準(zhǔn)備工作量和焊接后焊縫處理工作量小，焊接生產(chǎn)工時(shí)短、費(fèi)用低、生產(chǎn)效率高。4、光纖激光的在焊接中應(yīng)用IPG光子

6、公司在金屬加工領(lǐng)域出售的絕大部分的大功率光纖激光器的功率在10千瓦以內(nèi)，其工廠和總部設(shè)在牛津，另外在歐洲還有另外兩個(gè)制造工廠。其核心技術(shù)：獨(dú)有的活性光纖和獲得專利的泵浦技術(shù)使多組態(tài)半導(dǎo)體激光器比線性陣列半導(dǎo)體激光器有著更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。因?yàn)槠涫沟冒雽?dǎo)體激光器達(dá)到很長(zhǎng)的工作壽命。其設(shè)備可能由摻鐿多包層光纖繞圈構(gòu)成，其工作波長(zhǎng)為1.07至1.08微米。還可能是摻銩，波長(zhǎng)為1.8至2.0微米或摻鉺，波長(zhǎng)為1.54至1.56微米。半導(dǎo)體激光器泵浦能量通過(guò)被疊成多包層線卷的多組態(tài)光纖傳導(dǎo)到活性介質(zhì)中。在活性光纖里直接生成了激光諧振腔。激光通過(guò)被動(dòng)單模光纖特有的直徑為6微米的纖芯進(jìn)行傳導(dǎo)。最終激光束的衍射

7、基本上被限制住，并且當(dāng)配備有內(nèi)置校準(zhǔn)器時(shí)，產(chǎn)生的光束極其平行。例如，100瓦的單模光纖激光當(dāng)聚焦直徑為5毫米時(shí)在半角具有的全角發(fā)散角為0.13毫弧度。 工業(yè)用單模IPG光纖激光器的最大功率通常為200瓦。更高功率的激光器的生產(chǎn)需用光纖激光組束技術(shù)。將各個(gè)光纖激光的輸出通過(guò)組合器組合為一束，成為單一的高質(zhì)量的激光束。例如，一個(gè)1000瓦的激光器會(huì)由10個(gè)單獨(dú)光纖激光組合而成。盡管此時(shí)的激光束已不再是單模的，但其光模質(zhì)量因子M2為710，比大功率的固態(tài)激光器要好。300微米光纖可傳輸7千瓦的光纖激光。多種不同形狀包括產(chǎn)生近似矩形截面光束的光纖都能被生產(chǎn)出來(lái)。 摻鐿光纖激光器的效率是1620%。摻鉺

8、和摻銩光纖激光器的效率稍低，但仍比典型的YAG激光器高得多。獲得最好的波長(zhǎng)選擇是其必然的應(yīng)用。由于工業(yè)生產(chǎn)的需要，具有Nd:YAG激光器的性能并且對(duì)眼的安全比CO2 好的激光器將被生產(chǎn)出來(lái)。公司的單模CW系統(tǒng)能在脈沖周期短至10毫秒時(shí)，被調(diào)制到5000Hz。脈沖周期短至1納秒或在100納秒脈沖內(nèi)脈沖能量不超過(guò)1毫焦耳的三種疊加脈沖激光器和功率從300瓦到10千瓦的多模CW激光器已面市。光纖激光技術(shù)為工業(yè)用戶提供了諸多益處。不需冷卻器的光模質(zhì)量因子為0.5M2的4千瓦光纖激光器比之傳統(tǒng)的11M2的氣體放電燈泵浦的Nd:YAG固體激光器自有著天淵之別。因?yàn)椴恍韪鼡Q閃燈或半導(dǎo)體，它們?cè)谡麄€(gè)使用壽命里

9、不需維護(hù)及維修。極高的用電效率大大的減少了使用成本。更好的激光束質(zhì)量讓用戶可以享用比傳統(tǒng)激光器的大影響區(qū)和/或長(zhǎng)的工作距離優(yōu)越很多的直徑極小的光斑（1千瓦激光能被4英寸透鏡聚焦成50微米）。 光纖激光技術(shù)的成本呢？低于1000瓦輸出功率的光纖激光器比燈泵浦的YAG激光器低或與之差不多。但這時(shí)大于1000瓦的光纖激光器的購(gòu)入成本較高。然而，當(dāng)將所有的因素考慮進(jìn)去-占地面積，冷卻器，維護(hù)費(fèi)用等等，光纖激光器比等功率的棒式Nd:YAG激光器要廉價(jià)得多。在最近半年內(nèi)，多臺(tái)幾千瓦級(jí)的光纖激光器正處于在歐洲工廠的第二測(cè)試版本的運(yùn)行環(huán)境中。這些激光器在多班倒的工作強(qiáng)度下至今沒(méi)出任何問(wèn)題，就其可靠性，達(dá)到相同

10、的效果以往只能是用功率大得多的激光器。2千瓦的Beta測(cè)試版光纖激光器已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里焊接1.2mm的汽車鍍鋅板達(dá)到5m/min的焊接速度。而其質(zhì)量和性能堪比使用4千瓦的燈泵浦Nd:YAG激光器。末端光纖直徑為300微米的2千瓦光纖激光器能以10m/min的速度切割4mm厚的帶鍍層板，且無(wú)毛刺。最大的切割速度可達(dá)16m/min。 再來(lái)看看7000瓦的光纖激光器與弧焊工藝相結(jié)合的情況，在Fronius（福尼斯）-Wels總部研發(fā)部的LaserHybrid激光復(fù)合焊實(shí)驗(yàn)室里已能焊接8mm厚的低合金和高合金鋼板。小功率激光焊接的產(chǎn)品：和牌YAG激光焊接機(jī)是利用高能脈沖激光實(shí)施工件間的焊接，脈沖氙燈作為

11、泵浦；首先由脈沖激光電源點(diǎn)亮氙燈，并輸出恒定小電流使氙燈處于預(yù)燃狀態(tài)，再由控制系統(tǒng)來(lái)控制脈沖激光電源使氙燈放電，并產(chǎn)生一定脈寬和頻率的光波，光波在激光聚光腔內(nèi)照射ND：YAG激光晶體，使晶體受激輻射，再經(jīng)過(guò)激光諧振腔諧振后，產(chǎn)生波長(zhǎng)為1064nm的激光，激光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束、反射、聚焦后即可對(duì)工作進(jìn)行精密焊接。激光焊接是采用激光光束聚焦裝置產(chǎn)生極高能量密度的光束，將激光的焦點(diǎn)定位在需要焊接的工件上，工件就會(huì)在極短時(shí)間熔化在一起，從而達(dá)到焊接的效果，是目前世界焊接領(lǐng)域最為先進(jìn)的工藝技術(shù)。YAG激光焊接機(jī)特點(diǎn)1 可用于精密器件的超精密焊接；2 非接觸焊接，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊、縫焊、密封焊；3 速度快、深度大，深寬

12、比可達(dá)5：1，變形?。? 焊縫平整、無(wú)氣孔，無(wú)污染，熱影響區(qū)??；5 焊縫強(qiáng)度高、韌性好；6 激光束易實(shí)現(xiàn)按時(shí)間與空間分光，能進(jìn)行多光束同時(shí)加工及多工位加工；焊接機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域激光焊接應(yīng)用于鋼、銅、鋁、錫、鎳、鉻、金、銀、鈦、鈮等多種金屬或合金，也能用于多種異種材料間的焊接，如黃銅-銅、鈦-鉬、鎳-鈦等。主要應(yīng)用于汽車制造、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、航空航天設(shè)備、光通訊設(shè)備、機(jī)電產(chǎn)品、電子、電池、五金工具業(yè)、機(jī)械、模具等金屬器件的焊接，可進(jìn)行點(diǎn)焊、縫焊及氣密性焊接，并可適應(yīng)多種焊接軌跡。產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)激光工作介質(zhì) Nd：YAG最大輸出功率 300W激光波長(zhǎng) 1064nm最小光斑直徑 0.2mm焊接最小熔池 0.

13、1mm脈沖頻率 1-100HZ可調(diào)脈沖寬度 0.2-20ms焊接深度 0.05-2mm整機(jī)耗電功率 12KW激光功率穩(wěn)定度 6 0.65 Mono Si ground 200 3 0.85 Mono Si ground 200 3 1.2 Mono Si ground 200 1 1.4 Mono Si ground 200 0.7 0.25 Poly Si ribbon 50 2.5 0.84 Patterned wafer 100 5 醫(yī)療器械中激光切割薄壁管：spi提供相關(guān)詳細(xì)資料 由于醫(yī)療器械加工中的不斷需求，激光切割薄壁管得到了很大的發(fā)展，現(xiàn)在外徑為2mm厚度為0.2mm的壁管上切割

14、極其復(fù)雜的形狀已成為可能。這一應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)激光器有更加嚴(yán)格的要求，而光纖激光器完全可以滿足復(fù)雜的cnc運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的要求，從而極大地改善了切割質(zhì)量和產(chǎn)出率。SPI 70W CW光纖激光器切割的鎳鈦合金（Nitinol）冠脈支架，40背放大切割0.5mm厚薄鋼板：spi提供相關(guān)詳細(xì)資料用100w激光以1m/min的速度切割厚度為0.5mm的不銹鋼，完全切透的0.5mm厚304不銹鋼切口斷面氧化鋁（AI2O3）劃刻 ：spi提供相關(guān)詳細(xì)資料氧化鋁是一種很好的電絕緣體，被廣泛應(yīng)用做電子工業(yè)電路薄膜。其他應(yīng)用包括傳感器，汽車工業(yè)用功率管，電信和軍事用放大器等。其主要用作劃刻材料，60%被切割后斷裂。200W

15、光纖激光器劃刻效果精細(xì)焊接：焊接0.5mm厚薄鋼板：spi提供相關(guān)詳細(xì)資料由于具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，光纖激光器正迅速滲透到激光精密加工等眾多領(lǐng)域。在精密激光焊接方面尤其如此。許多精焊件不但要求非常高的焊接質(zhì)量，而且熔深相對(duì)較淺，典型的厚度約小于0.5mm。焊接0.5mm厚鋼板（多用于小型醫(yī)療器械）所需的激光器功率一般都小于100w，好有些小型醫(yī)療器件的典型焊接厚度約小于0.1mm，小于50W的激光器即可。以下圖是為厚0.5mm的304不銹鋼。焊接速度1.5m/min焊接速度1.0m/min焊接速度500mm/min 復(fù)雜醫(yī)療器械的精細(xì)焊接：調(diào)到20W焊接調(diào)到30w焊接調(diào)到30w焊接調(diào)到50W焊接

16、工作在200W下焊接塑料加工中激光焊接: spi提供相關(guān)詳細(xì)資料焊接手機(jī)屏幕工藝 最常用的激光焊接形式被稱為激光透射焊接。該技術(shù)的過(guò)程為：首先將兩個(gè)待焊接塑料零部件夾在一起，然后將一束短波紅外區(qū)的激光定向到待粘結(jié)的部位。激光束通過(guò)上層透明材料，然后被下層材料吸收。激光能量被吸收使得下層材料溫度升高，熔化上層以及和下層的塑料。上層材料可以是透明的或者是有顏色的，但是必須能夠保證有足夠的激光通過(guò)。激光透射焊接的工作示意圖在過(guò)去由于兩個(gè)透明的塑料層都不能吸收足夠的激光能量，利用透射技術(shù)將它們焊接在一起是不可能；同樣由于光束不具備足夠的穿透能力，達(dá)到加熱焊接接觸面的作用，利過(guò)透射技術(shù)將兩個(gè)黑色層的材料

17、焊接在一起也是不可能的。但是最近的技術(shù)進(jìn)步，已經(jīng)可以將這兩種類型的材料焊接在一起。 設(shè)備 激光透射焊接技術(shù)主要使用兩類激光設(shè)備：一個(gè)是摻釹釔鋁石榴石合成晶體(Nd3+:YAG)，另一個(gè)是半導(dǎo)體二極管。Nd3+:YAG激光的波長(zhǎng)為1064納米(nm)，容易被含有特殊填料或顏料的塑料吸收?？梢酝ㄟ^(guò)光導(dǎo)纖維將激光很方便的傳送到激光頭，尤其是在使用自動(dòng)化裝置的焊接技術(shù)。 二極管激光器產(chǎn)生的波長(zhǎng)范圍在800-1000nm之間，這對(duì)焊接來(lái)說(shuō)是效率最高的能量區(qū)域。它結(jié)構(gòu)緊湊，可以很方便的安裝在自動(dòng)化設(shè)備上。二極管激光的吸收特征和Nd3+:YAG的吸收特征類似。 塑料焊接有時(shí)也使用二氧化碳激光器。它能產(chǎn)生10

18、600nm的光波，這同Nd3+:YAG和二極管激光器產(chǎn)生激光相比，更容易被塑料吸收。但是二氧化碳激光的穿透性能沒(méi)有其它兩種激光器產(chǎn)生的激光。因此二氧化碳激光器主要用于薄膜材料焊接。市場(chǎng)上常用的塑料激光加工技術(shù)對(duì)比使用Nd:YAG或二極管激光的透射焊接技術(shù)，可以以超過(guò)20米/分的線速度將1mm以上厚度的塑料件焊接在一起。二氧化碳激光器焊接薄膜的速度可以高達(dá)750米/分。 材料 幾乎所有的熱塑性塑料和熱塑性彈性體都可以使用激光焊接技術(shù)。常用的焊接材料有PP、PS、PC、ABS、聚酰胺、PMMA、聚甲醛、PET以及PBT等。而其它的一些工程塑料如聚苯硫醚PPS和液晶聚合物等，由于其具有較低的激光透過(guò)

19、率而不太適合使用激光焊接技術(shù)。因此常常在底層材料上加入炭黑，以便使其能吸收足夠能量，從而滿足激光透射焊接的要求。 可用于激光焊接的聚合物在汽車工業(yè)，激光焊接塑料技術(shù)可用于制造很多汽車零部件，如燃油噴嘴、變檔機(jī)架、發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、駕駛室機(jī)架、液壓油箱、過(guò)濾架、前燈和尾燈等。其它汽車方面的應(yīng)用還包括進(jìn)氣管光歧管的制造以及輔助水泵的制造。 激光焊接技術(shù)加工的汽車前燈 使用了可以聚焦激光同時(shí)還起到夾持工具作用的玻璃球面 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，激光焊接技術(shù)可用于制造液體儲(chǔ)槽、液體過(guò)濾器材、軟管連接頭、造口術(shù)袋子、助聽(tīng)器、移植體、分析用的微流體器件等。激光焊接技術(shù)制造的微流體器件，利用了該技術(shù)的高精度的特點(diǎn)激光焊接是

20、一項(xiàng)無(wú)振動(dòng)技術(shù)，因此它特別適合用于加工精密的電子元器件。通過(guò)激光技術(shù)制造的器材有鼠標(biāo)、移動(dòng)電話、連接器件等。激光技術(shù)制造的汽車電子產(chǎn)品有自動(dòng)門鎖、無(wú)鑰匙進(jìn)出設(shè)備以及傳感器等。 激光還可以將塑料薄膜焊接在一起，它沿著薄膜的邊緣移動(dòng)，通過(guò)粘接作用形成一個(gè)包裝用的封體結(jié)構(gòu)。操作過(guò)程可以完成的非?？?。根據(jù)TWI公司的資料，它使用100W的二氧化碳激光可以以100米分的速度焊接100微米的聚乙烯薄膜。 最新發(fā)展 在激光技術(shù)發(fā)展的早期階段，該技術(shù)將兩個(gè)透明的塑料焊接在一起是不可能的?，F(xiàn)在在兩層塑料之間的接觸處紅外吸收涂料的作用下，可以實(shí)現(xiàn)兩種透明材料之間的粘結(jié)。涂料在激光的照射下發(fā)熱并熔化相鄰層的材料，進(jìn)

21、而達(dá)到粘結(jié)的目的。 塑料表面接觸處的激光吸收涂料發(fā)熱并連接通常不可焊接的透明材料層很多種類不同的材料能夠用激光焊接在一起，激光焊接使用近紅外線激光(NIR)，波長(zhǎng)在810到1064納米。首先，兩種制品在低壓力下被夾緊在一起，近紅外線激光穿過(guò)一個(gè)制品(近紅外線激光透射)然后被另外一個(gè)制品吸收(近紅外線激光吸收)。吸收近紅外線激光的制品將光轉(zhuǎn)化為熱，然后在制品的接觸面處熔化，同時(shí)熱也傳導(dǎo)到透射近紅外線激光的制品的表面，形成一個(gè)焊接區(qū)。焊接縫的強(qiáng)度能夠超過(guò)原始材料的強(qiáng)度。舉例說(shuō)，激光焊接將能透過(guò)近紅外線激光的聚碳酸酯(PC)和30%玻纖增強(qiáng)的黑色聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)連接在一起。其它的焊接方法

22、不能將兩種在結(jié)構(gòu)、軟化點(diǎn)和增強(qiáng)材料等方面如此不相同的聚合物連接起來(lái)。激光焊接最擅長(zhǎng)于焊接具有復(fù)雜外形(甚至是三維的)的制品，能夠焊接其它焊接方法不易達(dá)到的區(qū)域。 塑料激光焊接技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域，例如在國(guó)防和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的成熟應(yīng)用有助于使它應(yīng)用于塑料連接方面。自90年代中期以來(lái)，二極管型和釔鋁石榴石型激光器已經(jīng)向著有利于塑料連接的方向發(fā)展。這些激光器的功率顯著增大，而它們的成本在過(guò)去五年內(nèi)下降了大約90%。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)塑料能有效透射二極管激光器(810到940納米)和釔鋁石榴石激光器(1064納米)所發(fā)射的激光或者接近它們波長(zhǎng)帶的激光。(二氧化碳激光器發(fā)射的激光容易被塑料吸收，這將導(dǎo)致塑料燃燒的危險(xiǎn))

23、。 激光焊接沒(méi)有殘?jiān)膬?yōu)點(diǎn)也使它比較適合應(yīng)用于以下制品食品及藥物管理局(FDA)管制的醫(yī)藥制品，汽車制品和其他的電子傳感器。 已經(jīng)證明，二極管激光器和釔鋁石榴石激光器用于塑料焊接時(shí)，它們有良好的適應(yīng)性。例如，可以將二極管激光排列起來(lái)以生成復(fù)雜的線狀焊縫。還可以將二極管激光發(fā)射器組合堆積起來(lái)，以獲得特殊應(yīng)用所需要的高焊接功率。 激光焊接方式對(duì)一些材料而言也存在著部分局限一是高性能聚合物，如PPS、聚(PEEK)和LCP，由于這些材料對(duì)近紅外光的透射率很低，因而不適合激光焊接方式；另一個(gè)不足之處是當(dāng)兩種材料中都填充炭黑時(shí)，由于兩種材料都是黑色，它們是不能被焊接在一起的。這對(duì)于汽車外殼下的設(shè)備和其他

24、黑色的裝置采用激光焊接來(lái)說(shuō)是一個(gè)障礙。 同樣，兩種對(duì)近紅外線激光都透射的材料(通常是透明的或者白色的)由于對(duì)近紅外光的吸收很少，所以也不能用激光焊接起來(lái)。這對(duì)于醫(yī)藥，包裝和消費(fèi)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的缺點(diǎn)，因?yàn)檫@些產(chǎn)品都要求透明。 最后，由于許多礦物填充的化合物能夠吸收近紅外線激光，所以通常不適合用激光焊接。高填充的玻纖增強(qiáng)物能夠改變近紅外線激光的透射率，降低焊接效率，不過(guò)原料供應(yīng)商的配方中的玻纖含量通常不會(huì)超過(guò)這個(gè)限度。 三、激光打標(biāo)：一、概述 在光纖激光器出現(xiàn)前，激光打標(biāo)系統(tǒng)的激光源一般是用連續(xù)或脈沖二氧化碳激光器、Nd-YAG激光器作為光源。光纖激光器在九十年代末出現(xiàn)后，很快就被應(yīng)用于激光打

25、標(biāo)系統(tǒng)上。與傳統(tǒng)打標(biāo)機(jī)激光光源相比，光纖激光器是完全風(fēng)冷式的，不需要冷卻水及與此相關(guān)的制冷機(jī)，冷卻水管道和溫控儀等配套設(shè)備，體積及能耗大為縮小，能夠期望在短期內(nèi)使整機(jī)成本及用戶的使用成本低于使用傳統(tǒng)激光光源的打標(biāo)系統(tǒng)，具有很大的市場(chǎng)潛力。 二、光纖激光打標(biāo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理 光纖激光標(biāo)刻系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。方框a內(nèi)是光纖激光器，是激光標(biāo)刻系統(tǒng)的核心，它采用多個(gè)小功率風(fēng)冷激光二極管作為泵浦源，通過(guò)多分枝耦合進(jìn)單根激光光纖，以摻稀土元素（Nd，Yb或者Er）光纖作為激光介質(zhì)，以反射鏡，光纖光柵作為諧振腔，可脈沖和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。新型光纖激光器具有單模輸出，散熱特性好，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，特別

26、適合高精度的激光標(biāo)刻工業(yè)。典型的10-100KHz高重復(fù)率工作，10W-20W平均功率輸出的光纖激光器成品的體積僅有222510cm,而且沒(méi)有水冷系統(tǒng)，體積大為縮小。因?yàn)榧す舛O管是低電壓工作，光纖激光器的電光效率高達(dá)70，驅(qū)動(dòng)電源的大小與燈泵Nd-YAG激光器相比是微不足道的. 光纖激光器應(yīng)用于激光標(biāo)刻的優(yōu)勢(shì)： 1光束質(zhì)量好，接近衍射極限。TEM00基橫模輸出，M2接近1，光束發(fā)散角為0.24mrad； 2脈沖重復(fù)頻率高，輸出功率穩(wěn)定，單脈沖能量波動(dòng)小于1，從而可實(shí)現(xiàn)高速激光標(biāo)刻，還可精確控制光斑的大小，深度，形狀； 3高效率，插頭效率高達(dá)20，電光轉(zhuǎn)換效率可達(dá)70； 4環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可在

27、高震動(dòng)，高濕度的環(huán)境下連續(xù)正常工作。 5無(wú)水冷裝置，體積小，效率高，可靠性高，長(zhǎng)時(shí)間免維修，節(jié)約使用成本。 b是激光二級(jí)光驅(qū)動(dòng)電源。c光纖激光器控制器，用于控制光纖激光器的工作狀態(tài)，同時(shí)，打標(biāo)機(jī)的控制微機(jī)通過(guò)它控制激光輸出。d為振鏡系統(tǒng),是光纖激光打標(biāo)系統(tǒng)的重要部件，激光通過(guò)振鏡的運(yùn)動(dòng)，在需打標(biāo)的部件上走出特定的軌跡。e是f-q鏡，激光束通過(guò)它聚焦到工件表面。 振鏡系統(tǒng)內(nèi)部共有兩塊分別由高精度伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的反射鏡。伺服電機(jī)在微機(jī)的控制下分別轉(zhuǎn)動(dòng)兩塊反射鏡的角度，激光束通過(guò)這兩塊反射鏡的反射，由f-q鏡聚焦到工件的不同位置上。在微機(jī)上通過(guò)專用的打標(biāo)控制軟件輸入需要標(biāo)刻的文字及圖樣，設(shè)定文字及圖樣

28、的大小，總的標(biāo)刻面積，激光束的行走速度和需要重復(fù)的次數(shù)，振鏡就能在微機(jī)的控制下運(yùn)動(dòng)，操控激光束在工件上標(biāo)刻出設(shè)定的文字和圖樣。 計(jì)算機(jī)專用打標(biāo)軟件能夠識(shí)別采集通過(guò)數(shù)碼相機(jī)或掃描儀輸入，因特網(wǎng)上下載和電腦中制作的任何復(fù)雜的平面圖像圖形文字以及二維碼和條形碼，制作多種標(biāo)記，將其變換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)編程計(jì)算轉(zhuǎn)換成電流控制信號(hào)再輸入驅(qū)動(dòng)器，形成相應(yīng)的控制信號(hào)并通過(guò)D/A卡控制高精度伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而分別控制對(duì)x方向及y方向上反射振鏡偏轉(zhuǎn)角度，使激光束聚焦光斑按照設(shè)定的圖案，文字軌跡運(yùn)動(dòng)，在工件表面刻蝕形成永久刻痕?？虅澗€寬可以達(dá)到20微米量級(jí)，且軟件具有自動(dòng)圖象失真矯正功能，能夠?qū)崿F(xiàn)精密圖像的標(biāo)刻。三、

29、光纖激光打標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用 1、在金屬材料上的標(biāo)刻，光纖激光打標(biāo)機(jī)可以在很多金屬樣品上刻畫出清晰的痕跡，特別是在一些經(jīng)過(guò)表面處理的金屬樣品上，比如染黑，染色，表面電鍍等，特別適合在這些樣品上做精密標(biāo)刻。圖3是一些金屬部件的標(biāo)刻樣品。a電 鍍金屬零件，b表面染色的鋁制品，c拋光的不銹鋼片，d表面有色涂層的鋁片。 2、有機(jī)聚合物,皮革及塑料制品上的標(biāo)刻，主要應(yīng)用于一些電子元件，如圖4a集成電路芯片，b塑封的晶體管，c皮革制品，d塑料日用品等。 3、金屬及有機(jī)聚合物薄片上的精密加工，光纖激光打標(biāo)機(jī)可以在這些材料上加工出一些 尺寸微小的復(fù)雜圖案，這是普通加工機(jī)床無(wú)法達(dá)到的。圖5a是在0.1毫米厚鉭箔上制作

30、的特殊軟邊光欄，其邊緣刻制的花樣可以任意設(shè)置，最小孔徑達(dá)到4毫米以下。b是在聚烯亞胺薄膜刻的0.2毫米直徑的小孔列陣，小孔的分布也可以任意設(shè)置四、金屬粉末快速成型（激光燒結(jié)） 從上世紀(jì)90年代初開(kāi)始，隨著高功率激光的引入，探索金屬零件的直接快速成型技術(shù)已成為RP技術(shù)的研究熱點(diǎn)。直接成型金屬零件意味著成型的零件致密度幾乎100%，并且不需要熔爐燒結(jié)和滲透金屬等后處理工藝。美國(guó)Sandla，Los Aamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、AreoMetCorp以及包括Stanford U.和MIT等在內(nèi)的眾多著名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)紛紛加入到該研究領(lǐng)域。據(jù)報(bào)道Aeromet已成功地直接成型出鈦合金的金屬零件，并應(yīng)用到飛機(jī)

31、上，其采用的激光器為14千瓦大功率激光器，成型材料為鈦合金粉末。我國(guó)這方面的研究工作也很多。例如采用類似于SLS工藝的方法制造直接金屬型；采用類似于SLS的工藝制造出可實(shí)際使用的金屬EDM電極；基于6軸機(jī)器人系統(tǒng)，采用高能束YAG激光器，通過(guò)激光熔覆制造出三維金屬件；利用自主開(kāi)發(fā)的SLS設(shè)備STPI進(jìn)行了燒結(jié)獲得金屬型的工藝實(shí)驗(yàn)；在激光同軸和偏軸粉末熔覆直接金屬堆積成形方面，也做了許多高水平的工作。 激光燒結(jié)是如何工作的?自從二十世紀(jì)九十年代早期，激光燒結(jié)就成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)成功的工具。作為快速原型設(shè)計(jì)理念的技術(shù)解決方案，基于三維CAD數(shù)據(jù)它能夠在幾天內(nèi)就得到功能完全的原型，模具或模型，有助于

32、大大減低投入市場(chǎng)的時(shí)間。該技術(shù)的改進(jìn)和相關(guān)知識(shí)的增加從許多方面擴(kuò)大了它的使用范圍。目前，激光燒結(jié)是電子化制造的關(guān)鍵技術(shù)，它直接從CAD文件進(jìn)行快速、靈活和劃算的生產(chǎn)。激光燒結(jié)是一項(xiàng)分層加工制造技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)的前提是物件的三維數(shù)據(jù)可用。而后三維的描述被轉(zhuǎn)化為一整套切片，每個(gè)切片描述了確定高度的零件橫截面。激光燒結(jié)機(jī)器通過(guò)把這些切片一層一層的累積起來(lái)，從而得到所要求的物件。在每一層，激光能量被用于將粉末熔化。借助于掃描裝置，激光能量被“打印”到粉末層上，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)固化的層，該層隨后成為完工物件的一部分。下一層又在第一層上面繼續(xù)被加工，一直到整個(gè)加工過(guò)程完成。塑料零件的加工助聽(tīng)器行業(yè)強(qiáng)烈的要求

33、其產(chǎn)品能夠進(jìn)行定制。因?yàn)槌晒Φ闹?tīng)產(chǎn)品嚴(yán)重的依賴于它對(duì)耳道解剖學(xué)特性的適應(yīng)，該工業(yè)不能提供任何大規(guī)模制造的產(chǎn)品。利用激光燒結(jié)來(lái)生產(chǎn)助聽(tīng)設(shè)備的過(guò)程如下：1.用蠟鑄件制作一個(gè)耳道解剖體的復(fù)制件。2.用掃描儀掃描這個(gè)蠟鑄件來(lái)得到三維數(shù)據(jù)。3.在三維數(shù)據(jù)中加入一個(gè)標(biāo)識(shí)碼，在激光燒結(jié)過(guò)程后可以用來(lái)幫助辨識(shí)得到的助聽(tīng)器外殼。4.激光燒結(jié)外殼。5.將激光燒結(jié)的外殼和電子元件結(jié)合起來(lái)。在助聽(tīng)設(shè)備工業(yè)，激光燒結(jié)已經(jīng)成為制造過(guò)程的選擇。制造過(guò)程以同樣的效率工作，而不管是一批相同的產(chǎn)品還是不同的（一次寫入性）產(chǎn)品。激光燒結(jié)系統(tǒng)的造型包絡(luò)中可以放置幾百個(gè)助聽(tīng)器外殼，這樣一個(gè)晚上就能生產(chǎn)幾百個(gè)產(chǎn)品。電子化制造充分體現(xiàn)了

34、它的潛力：在沒(méi)有兩個(gè)一樣的零件的情況下，可以直接利用三維CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行制造過(guò)程是十分關(guān)鍵的功能。在產(chǎn)品生產(chǎn)的后期，該數(shù)據(jù)可以被重復(fù)使用來(lái)制造與原件幾何結(jié)構(gòu)一樣的備件，每個(gè)部件在外殼內(nèi)都有一個(gè)序列號(hào)，作為病人使用的辨別碼。在激光燒結(jié)技術(shù)的現(xiàn)有水準(zhǔn)上，每臺(tái)塑料激光燒結(jié)機(jī)器每年可以產(chǎn)出100,000個(gè)助聽(tīng)器外殼。1.金屬粉末成型金屬零件的工藝類型RP技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是金屬零件的直接快速制造，目的是直接制造出全密度、高強(qiáng)度功能性金屬零件。根據(jù)金屬粉末的輸送方式，目前金屬粉末成型金屬零件可分為兩類:粉床鋪粉和自動(dòng)送粉或同軸送粉。根據(jù)金屬粉末連接所用能源的種類又可分為激光燒結(jié)、電子束燒結(jié)、超聲波固結(jié)。(1)

35、激光高溫?zé)Y(jié)。直接選擇性激光高溫?zé)Y(jié)，采用激光逐點(diǎn)照射粉末材料，使粉末材料熔融實(shí)現(xiàn)材料的聯(lián)接。將材料粉末灑在已成形零件的上表面，并刮平；用高強(qiáng)度的激光器在剛鋪的新層粉末上掃描出零件截面；材料粉末在高強(qiáng)度的激光照射下被燒結(jié)在一起，得到零件截面，并與下面已成形的部分粘接；當(dāng)一層燒結(jié)完后，鋪上新的一層材料粉末，選擇地?zé)Y(jié)下層截面。原理示意如圖1。 圖1直接SLS工藝原理成型用金屬粉末有兩種：1. 利用單一成分金屬粉末的直接燒結(jié)，這種方法目前主要用于低熔點(diǎn)金屬粉末的燒結(jié)，對(duì)熔點(diǎn)高的金屬粉末，需在保護(hù)氣氛下彩大功率激光器。燒結(jié)好的零件經(jīng)等壓加熱處理，可使最后零配件的相對(duì)密度達(dá)到99.9%， 2. 成型的

36、金屬材料為兩種金屬粉末的混合體，其中一種粉末具有較低的熔點(diǎn)，另一種粉末熔點(diǎn)較高，燒結(jié)中低熔點(diǎn)的金屬粉末熔化并將高熔點(diǎn)的粉末粘結(jié)在一起，這種方法同樣需要較大功率激光器，并需氣體保護(hù)。燒結(jié)好的零件經(jīng)液相燒結(jié)后續(xù)處理，可使最后零件的相對(duì)密度達(dá)到82%。由于采用鋪粉的方式，激光燒結(jié)后得到的金屬零件的密度都較低。采用該方法成型的金屬零件實(shí)際上只是一種強(qiáng)度很低的多孔金屬零件，必須采用浸滲樹脂、低熔點(diǎn)金屬或熱等壓等后處理方法來(lái)提高多孔金屬零件的強(qiáng)度。Texas大學(xué)進(jìn)行了沒(méi)有聚合物粘結(jié)劑的金屬粉末（Cu-Sn、Ni-Sn或青銅-鎳粉復(fù)合粉末）的SLS成形研究，并成功制造了金屬模具。近年來(lái)，他們又成功地制造了用

37、于F-14戰(zhàn)斗機(jī)和AIM-9導(dǎo)彈的INCONEL625超合金和Ti-6A1-4V合金的金屬零件。美國(guó)用SLS2000系統(tǒng)成功地制作出了鋼銅合金的注塑模具。在2003年歐洲模具展覽會(huì)上，歐洲最大的RP生產(chǎn)商新推出了EOSINTM270選擇性激光燒結(jié)設(shè)備，所用激光器固體Yb光纖激光器，功率為200w，最小光斑為100，最終成型零件的密度幾乎可達(dá)到理論密度的100%，這是以前SLS方法難以達(dá)到的。在國(guó)內(nèi)，特種加工研究室首先開(kāi)展了選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的基礎(chǔ)研究，目前已完成了單層燒結(jié)試驗(yàn)，在粉末配比及激光燒結(jié)參數(shù)的選擇方面均獲得了比較好的結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了多層燒結(jié)的初步嘗試，已燒結(jié)出形狀簡(jiǎn)單的三維實(shí)

38、體零件。(2)激光熔覆快速成型。激光熔覆技術(shù)是一種材料表面改性的方法，可根據(jù)要求在表面性能差、成本低的基材上制成耐磨、耐腐蝕、耐熱等各種高性能表面，代替昂貴的整體高級(jí)合金。自送粉激光熔覆技術(shù)是其中一種，即在激光照射的同時(shí)，用氣體將材料粉末以一定角度吹人熔池內(nèi)熔化，使熔覆材料與基材呈冶金結(jié)合，可熔覆金屬或陶瓷粉末形成相應(yīng)熔覆層。激光工程化凈成形技術(shù)即LENS系統(tǒng)，由美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室首先提出的一種方法。該技術(shù)綜合了自送粉激光熔覆和SIS的特點(diǎn)。激光工程化凈成形基本過(guò)程:由CAD產(chǎn)生零件模型，并用分層切片軟件對(duì)其進(jìn)行處理。獲得各截面形狀的信息參數(shù)，作為工作臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)的軌跡參數(shù)。工作臺(tái)在計(jì)算

39、機(jī)的控制下，根據(jù)幾何形體各層截面的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng)的同時(shí)，用激光涂覆的方法將材料進(jìn)行層層堆積，最終形成具有一定外形的三維實(shí)體零件。其熔覆層的最大特點(diǎn)是致密性好，強(qiáng)度和性能達(dá)到甚至超過(guò)常規(guī)方法得到的金屬層。圖2是原理示意圖。 圖2激光熔覆快速成型原理該方法的材料應(yīng)用廣泛，并采用已成功制造了316、304不銹鋼，625、690、718鎳基高溫合金，H13工具鋼，Ti-6A1.4V鈦合金以及鎳鋁金屬間化合物及鎢等難熔金屬零件，零件致密度達(dá)到近乎l00%，機(jī)械性能也很好。例如制造的H13制造的模具硬度達(dá)到59.3HRC舊。德國(guó)對(duì)鈷基(Stellite)和鎳基合金(Incone1625)進(jìn)行了這方面的研

40、究，并發(fā)現(xiàn)不論使用什么材料，對(duì)熔覆部分的結(jié)構(gòu)檢查均可發(fā)現(xiàn)其組織細(xì)小，其中有部分樹枝晶結(jié)構(gòu)。對(duì)材料的測(cè)試表明，熔覆零部件的密度近l00%，抗拉強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度與常規(guī)的金屬材類似。與SLS相比，LENS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是不需要浸滲等后處理工序，就可獲得致密度較高的零件組織和強(qiáng)度。該技術(shù)的缺點(diǎn)是需使用大功率激光器，設(shè)備造價(jià)昂貴；成型時(shí)熱應(yīng)力較大，成型精度不高。激光工程化凈成形技術(shù)(LENS)目前最主要的商業(yè)應(yīng)用是制造成型金屬注射模。此外，LENS系統(tǒng)也可用于模具修復(fù)。目前，以金屬細(xì)絲代替金屬粉末成型的送絲激光工程技術(shù)正在研究之中。其它幾種激光熔覆快速成型方法。如美國(guó)稱作DLF的金屬零件快速成型技術(shù)，進(jìn)行了鋁

41、基、鐵基、鎳基材料，錸、銥、鉭、鎢等難熔金屬，不銹鋼、工具鋼銀一銅合金，鈦合金，NiA1，Mo5Si3等材料的零件直接成型研究；發(fā)展了鈦合金(Ti-5AL-2.5 SnTi-6A1-4V)的柔性制造技術(shù)，其工作空間為(3x3x1.2)m，產(chǎn)品達(dá)到近終形；開(kāi)發(fā)了一種稱為L(zhǎng)AM系統(tǒng)，目前主要用于大型鈦金屬件制造；正在研制的直接金屬成型技術(shù)，用激光融化金屬粉末，能一次制作出質(zhì)地均勻、強(qiáng)度高的金屬零件。(3)超聲波固結(jié)。高溫選擇性激光燒結(jié)和激光熔覆技術(shù)都能直接成型出鋼和鈦的功能零件，但在直接成型鋁功能零件方面還沒(méi)有成功。因?yàn)殇X具有高的熱傳導(dǎo)性和高的反射率，所以直接選擇性激光高溫?zé)Y(jié)和激光熔覆技術(shù)以激光

42、作為能源是直接成型功能鋁件的最大障礙。但US Slidica從不同的角度研發(fā)應(yīng)用超聲波粘結(jié)鋁層，即超聲波固結(jié)技術(shù)，成型出性能好的鋁件。超聲波固結(jié)技術(shù)是從建立的CAD模型獲得信息來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的層層粘接，與其它快速成型方法是類似的不同點(diǎn)是超聲波固結(jié)不是燒結(jié)融熔金屬粉末，而是利用超聲波產(chǎn)生摩擦實(shí)現(xiàn)真正的冶金粘結(jié)粉末層。不用粘結(jié)劑，也沒(méi)有燒結(jié)和滲透后處理工序。超聲波固結(jié)技術(shù)顯示了直接成型金屬工藝方面最高水平。超聲波固結(jié)同融化金屬粉末的技術(shù)相比有許多優(yōu)勢(shì):超聲波能量制造是固相間的連接，所以避免了液固相的轉(zhuǎn)變，這就避免了殘余應(yīng)力，尺寸變化，和冶金的不相容。也避免了因冶金不匹配與金屬有關(guān)的設(shè)計(jì)限制。超聲波固結(jié)

43、工藝還可以實(shí)現(xiàn)多種類型的金屬層連接，可成型出每層性能不同的零件。Slidica的超聲波固結(jié)設(shè)備可以通過(guò)一個(gè)工序就幾乎完成注射模內(nèi)腔。而傳統(tǒng)的快速制模要三步，所有內(nèi)腔需要機(jī)械拋光。這個(gè)系統(tǒng)據(jù)說(shuō)已加工出鋁的塑料注射模、熔模鑄造模和砂型鑄造模。傳統(tǒng)加工(254x305X76)mm的原型注射澆鑄模需要許多工序，大約24周時(shí)間完成，成本是$20000。而Slidica系統(tǒng)可能只要十天，成本大約$5000?，F(xiàn)在超聲波固結(jié)技術(shù)只在鋁合金方面應(yīng)用，但專家指出該技術(shù)具有更廣泛的應(yīng)用潛能，材料包括不銹鋼、鎂、銅、鎳合金和鈦。應(yīng)用超聲波固結(jié)技術(shù)的成型設(shè)備，成型的零件尺寸范圍是(588x914x254)mm，成型速度

44、為5080mm/min。商業(yè)化的SolidicaS設(shè)備，名為Formmion，精度達(dá)到了O.05mm。2.影響金屬粉末直接成型零件的因素(1)金屬粉末的直接快速成型技術(shù)中，金屬粉末熔化所需的能量多數(shù)是由激光器提供。所以激光器的發(fā)展在金屬粉末的直接快速成型技術(shù)中起著舉足輕重作用。上世紀(jì)90年代，主要使用CO2激光器和Nb:YAG固體激光器。CO2激光和Nb:YAG固體激光的波長(zhǎng)分別為1.06和10.6。在紅外區(qū)，金屬對(duì)激光的吸收率是隨著波長(zhǎng)的增加而減小。所以，金屬材料對(duì)Nb:YAG吸收率大大高于CO2激光。現(xiàn)在一種高能量的二極管激光器被使用。HPDL激光波長(zhǎng)是0.8080.940，更有利于金屬材料的吸收。同CO2激光和Nb:YAG激光相比，金屬材料對(duì)HPDL激光的吸收率更高。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，固態(tài)鋼粉末對(duì)HPDL激光吸收率大于45%，對(duì)Nb:YAG激光吸收率大約是35%，對(duì)CO2激光吸收率小于15%。激光功率和金屬粉末對(duì)激光的吸收率有影響，并影響成型的速度?，F(xiàn)在所使用激光器的功率是在幾百瓦到幾千瓦四。(2)粉末材料對(duì)零件的綜合機(jī)械性能和表面質(zhì)量也有較大的影響。粉末顆粒越細(xì)，材料對(duì)激光的吸收率越高，燒結(jié)所需的能量就越小，只要對(duì)輸入的激光能量進(jìn)行精確控制，就能夠燒結(jié)出細(xì)微的金屬件。EOS對(duì)材料的性能方面進(jìn)行了大量研究，生產(chǎn)了銅基和鋼基合金。燒結(jié)時(shí)的粉末層由傳統(tǒng)的50提高到20，l可解