《现代工程训练教程》课件 第12章 激光加工

现代工程训练教程激光加工认识激光PART1激光打标PART3激光切割PART2激光内雕PART4生活中的激光激光是人类认识和改造周围世界的神奇工具，在我们生活中随处可见。生活中的激光

中国海洋大学激光雷达课题组研制的多普勒激光雷达在北京鸟巢体育场开展了前期观测应用，对开幕式现场的气象条件进行了长时间连续观测，获取不同高度处的高精度、高时空分辨率风速风向数据集，为开幕式举办期间的气象条件分析和预报提供历史观测数据，保障开幕式的顺利举办。生活中的激光

当篮球与光影秀跨界结合，将会碰撞出怎样的火花？2023年9月29日，NBAONSHOW全球首创“体育+沉浸式光影秀”新模式登陆上海，给每一位热爱篮球的人提供一次机会“穿越”NBA过去十年，“亲临”200+NBA名场面，与历史“同框”。爱普生作为投影设备供应商，提供了近百台用于4KE*1显示效果的7000流明*2*3激光工程投影机CB-PU1007B，助力上海NBA奇境光影秀，为观众打造前所未有超越时空的感官盛宴。生活中的激光2023年10月5日，长光卫星技术股份有限公司（以下简称长光卫星）使用自主研制的车载激光通信地面站，与“吉林一号”星座MF02A04星星载激光终端开展了星地激光高速图像传输试验并取得成功。这标志着长光卫星已成功实现星地激光高速图像传输全业务链的工程化，这也是我国首次实现由独立自主完成业务化应用星地激光高速图像传输试验。

星地激光高速图像传输技术的应用将为灾害预警、环境监测、资源管理等领域提供更多实时、优质的遥感数据，为国家经济社会高质量发展和社会公共需求提供更好的技术支撑和服务。生活中的激光中国的激光武器到底有多厉害？究竟什么是激光激光是怎样产生的具备何种特性这节课能学到哪些有关激光的知识一、认识激光激光是“受激辐射光放大”的缩写，描述的是一个物理过程，即高能级的原子在光子的激励下，跃迁到低能级，并辐射出一个和入射光子特征相同的光子，这种在受激辐射过程中产生并被放大的光，就是激光。1.概念一、认识激光工作介质：

气体、液体、固体、半导体激励源：

为了工作介质中出现粒子数反转谐振腔：

光在谐振腔中来回震荡，造成雪崩似的放大反应2.激光产生条件一、认识激光激光与普通光源有什么不同呢？为什么它的亮度更高？一、认识激光（1）单色性好：激光束中所有光子有相同的波长3.激光的特性（2）相干性好：所有光子都是同相的，或者步调一致一、认识激光（3）方向性好：光子有着相同的方向并且互相平行移动3.激光的特性（4）亮度高：

世界上第1台红宝石激光器是太阳亮度的四倍，近年来研制出的超强超短脉冲激光系统可比太阳表面亮度高出100亿倍以上。二、激光打标激光打标是利用激光的高能量作用于工件表面，使工件表面达到瞬间气化，并按预定的轨迹，刻写出具有一定深度的文字和图案。1.基本概念适用于电脑配件，航天航空器件，汽车零部件，微电子及通讯产品，五金工具，食品包装，首饰等众多领域的图形和文字的标记。二、激光打标2.设备结构1.电脑显示器2.控制开关3.机柜4.预装电脑主机

5.电源控制箱6.激光器7.激光光路8.扫描振镜9.升降工装10.鼠标键盘二、激光打标3.工作原理通过激光器产生高能量密度的激光束对工件表面进行局部照射，光能在工件表面瞬间转换成热能，使工件表面产生气化或者改变颜色，形成任意文字图案。作为一种现代化精密制造方法，激光打标具有刻画精细、标记耐磨、标记部位热影响小等特点。二、激光打标实训要求：铝片，尺寸85mm×55mm，激光打标中国海洋大学校门。实训设备及工量具：激光打标机、铝片、直尺、激光护目镜。4.实训案例接通电源并按照一定顺序开机。调整镜头高度至合适位置，固定镜头，完成对焦二、激光打标

（1）启动机床，调整焦距（2）图像处理利用Photoshop软件调整图片效果，如图所示。1）导入文件。点击相关指令，导入图片二、激光打标

（3）打标软件处理2）根据所需要的成像效果，调整为功率为55％，频率为21KHz，速度为40mm/s，其他参数默认不变，如右图所示。根据红光区域大小，调整工件位置点击【标刻】，开始打标（5）关机清理二、激光打标

（4）精确位置，打标加工退出软件，按照顺序关机，清理周边环境三、激光内雕1.基本概念

激光内雕是一种将激光聚焦于玻璃内部，令其特定部位发生细微气化爆裂点，并在计算机控制下勾勒出预置形状的一种加工工艺，可广泛应用制作各种玻璃工艺品和纪念品。三、激光内雕内雕机组成光学系统传动系统辅助系统机械系统激光器、激光电源、反射镜、聚焦头……导轨、皮带、电机、齿轮……机盖、导轨、底座、反射镜架……计算机、冷却风机、控制软件……2.设备结构三、激光内雕激光器X轴振镜Y轴振镜F-透镜水晶块工作平台ZX'Y'3.工作原理通过专用的点云转化软件，将平面或立体图像转化为点云图。雕刻时，由计算机控制激光器发出激光，并经光学系统（X轴振镜、Y轴振镜、透镜)到达工件内部，在其内部特定位置发生爆裂，形成二维平面图像。三维立体图像则需要在X-Y振镜摆动的基础上，协同Z轴升降运动来完成雕刻。三、激光内雕4.实训案例实训要求：零件材质水晶，尺寸58mm×40mm×40mm实训设备及工量具：激光内雕机、水晶、直尺、激光护目镜。三、激光内雕首先，使用Photoshop软件将图片转换为黑白色其次，根据水晶实际尺寸设置图片大小最后，使用【淡化】工具对过深地方进行处理，并存为图片格式

（1）启动机床接通电源，按照一定顺序打开开关

（2）图像处理通过【文件】→【导入】命令导入图片；通过【图形设置】→【基本设置】命令设置水晶尺寸。

（3）导入原始文件三、激光内雕

调整图片亮度、对比度、锐度至合适效果，并移动图片到合适位置

选择【平面图片】，执行点距为0.06mm，层数为12，层距为0.4mm

设参后，点击【成点】，即可生成点云文件（4）设置算点参数将点云文件导入到打点软件通过【点云编辑】→【精准控制】指令，将点云移到合适位置（5）导入点云文件三、激光内雕（6）设置打点参数（7）精确位置，内雕加工雕刻前，调整图片尺寸和工作电压首先，通过【尺寸】指令调整图片大小然后点击【电压】，将其调整为9.2V使系统回零，并将水晶置于工作台右上角，点击【雕刻】，开始加工退出软件，按照顺序关机，清理周边环境（8）关机清理四、激光切割激光雕刻机是使用激光的热能对非金属材料进行雕刻、切割加工的方法。1.基本概念四、激光切割激光切割机由激光发射器、切割头、光束传输组件、机床工作台、数控系统、计算机(硬件、软件)、冷却器、保护气瓶、除尘机、空气干燥机等部件组成。2.设备结构四、激光切割激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，瞬时的温度高达上万摄氏度,瞬时的熔化和汽化被加工材料。特点：精度高能量高效率高3.工作原理四、激光切割

如图所示，切割过程发生在切割终端处的垂直表面，称为烧蚀前沿。激光和气流从该处进入切口，激光能量的一部分被烧蚀前沿所吸收，一部分通过切口或经烧灼前沿向切口空间反射。3.工作原理四、激光切割4.实训案例实训要求：木板，尺寸80mm×80mm，激光切割乒乓球牌挂件。实训设备及工量具：非金属激光切割机、木板、激光护目镜。四、激光切割使用AutoCAD等绘图软件画出所需图形注：最外轮廓线一定要闭合路径做挂件，请加工穿线孔

（1）软件绘图

（2）文件导入把CAD文件导入到切割软件123四、激光切割21

（3）更改图层颜色