激光原理
激光是一種因刺激產生輻射而強化的光。在電管中以光或電流的能量來撞擊某些晶體或原子易受激發的物質,使其原子的電子達到受激發的高能量狀態,當這些電子要回復到平靜的低能量狀態時,原子就會射出光子,以放出多餘的能量;而接著,這些被放出的光子又會撞擊其他原子,激發更多的原子產生光子,引發一連串的「連鎖反應」,並且都朝同一個方前進,形成強烈而且集中朝向某個方向的光;因此強的雷射光甚至強到可以切割鋼板。
激光的特性:單色波長、同調性和平行光束。
(1)切割
它可以應用於金屬及非金屬材料,減低加工時間,降低成本,提高質量。脈激光用於金屬材料,連續激光適用於非金屬材料。
(2)焊接
激光束照射在材料上, 會把它加熱至融熔, 使對接在一起的元件會接合在一起, 即是焊接。激光焊接,用比切割金屬時功率較小的激光束,使材料熔化而不使其氣化,在冷卻後成為一塊連續的固體結構。激光焊接技術具有溶池淨化效應,能純淨焊縫金屬,適用於相同和不同金屬材料間的焊接。
(3)快速成形
用激光製造模型時用的材料是液態光敏樹脂,它在吸收了紫外波段的激光能量後便發生凝固,變化成固體材料。把要製造的模型編成程序,輸入到電腦。激光器輸出來的激光束由電腦控制它在模型材料上掃瞄刻劃,在激光束所到之處,原先是液態的材料凝固了起來。激光束在電腦的指揮下作完掃瞄刻劃,將光敏聚合材料逐層固化,精確堆積成樣件,一具模型也就造了出來。
(4)其他
激光切割加工可以將工件作雕刻、打孔、蝕刻外,它還可以作金屬的熱處理及表面處理等。
激光的將來發展
激光切割加工正被科學家研究於醫學上的用途;例如用於做手術的切割,減少傷口的面積和加速復原,也正改善於矯視的手術。