从大规模制造到大规模定制(一)

从大规模制造到大规模定制(一)

亚当·斯密在《国富论》中有一个关于规模效益的经典案例：“做针需要几道工序：头一个人把铁丝拉长，另一个把它拉直，第三个把它切断，第四个把它削尖，第五个把针的另一头磨光，以备安装针头；单是制针头就需要三道工序，把针头安上是一项专门工作，使之光洁是另一专门工作，甚至把针别在纸上也是一项单独工作。

我曾看到一个经营这种业务的小厂，只雇用10个人，因此其中有些是一个人承担两三道工序。虽然他们很苦，只备有一些必要的机器，但是全力工作时，一天可以制成针12磅。一磅约有中号大小的针4000根以上。因此，这10个人一天可以制计4.8万根以上。如果他们不协作、独自地进行制造，则每个人制成的针肯定不会超过20根，甚至一天一根针也完不成。”

正是规模效益成就了现在的用友、金蝶和以前的“打天下”进销存等软件，它们都是大规模制造出来再大规模销售出去的。今天中国的大部分软件企业还处于这个阶段。分析一下中国管理软件企业近几年的销售单产不难发现，单产值过低是很多软件企业发展的瓶颈，如大家比较熟悉的用友和金蝶90%的销售额来源于单产相对低的单子，这些单子从几万元到十几万元不等，这是大规模制造的特征。这也是中国国情所决定，换句话说现在大众需求还是在这个范围里。这个时代大规模销

售软件的前提有三个：第一，软件开发和市场需求相对稳定；第二，标准化；第三，以“人人买得起”的低价格大规模占领市场。

笔者认为，随着中国企业本身规模的扩大和对软件本身深层次的理解，软件需求将会呈现出多元化和个性化的趋势。这就像人们开惯了福特的T型车，开始考虑购买更符合自己身份和爱好的车子了。怎么样才能把单产从几万、十几万提到二十万、三十万、甚至一百万？怎么样才能满足不同行业、不同规模的企业需求？这要求中国的管理软件企业将软件从大规模制造发展到大规模定制。

大规模定制的提出是在新经济初露端倪的1992年，当时的美国知名学者毕·约瑟夫·派思敏锐地看到了未来决定企业竞争力的关键，首先提出了大规模定制这一竞争模式。这种模式一经提出，立刻受到广泛关注，被作为企业竞争的前沿问题进行了热烈的讨论，并在生产实践中不断运用和总结。这些年来的实践充分肯定了这一竞争模式的生命力。在经过十几年的时间后，大规模定制已经成为经济中的主导竞争模式，也成了划分新旧经济的标准。

激光熔覆技术介绍

激光熔覆是一种新型的涂层技术，是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术，是激光先进制造技术最重要的支撑技术，可以解决传统制造方法不能完成的难题，是国家重点支持和推动的一项高新技术。目前，激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一，已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。 为推动激光熔覆技术的产业化，世界各国的研究人员针对激光熔覆涉及到的关键技术进行了系统的研究，已取得了重大的进展。国内外有大量的研究和会议论文、专利介绍激光熔覆技术及其最新的应用：包括激光熔覆设备、材料、工艺、监测与控制、质量检测、过程的模拟与仿真等研究内容。但到目前为止，激光熔覆技术还不能大面积工业化应用。分析其原因，这里有政府导向的因素、激光熔覆技术本身成熟程度的限制、社会各界对激光熔覆技术的认可程度等因素。因此，激光熔覆技术欲实现全面的工业化应用，必须加大宣传力度，以市场需求为导向，重点突破制约发展的关键因素，解决工程应用中涉及到的关键技术，相信在不远的将来，激光熔覆技术的应用领域及其强度将不断的扩大。下面介绍激光熔覆技术几个发展的动态，以飨读者。 激光熔覆的优势 激光束的聚焦功率密度可达1010~12W/cm2，作用于材料能获得高达1012K/s的冷却速度，这种综合特性不仅为材料科学新学科的生长提供了强有力的基础，同时也为新型材料或新型功能表面的实现提供了一种前所未有的工具。激光熔覆所创造的熔体在高温度梯度下远离平衡态的快速冷却条件，使凝固组织中形成大量过饱和固溶体、介稳相甚至新相，已经被大量研究所证实。它提供了制造功能梯度原位自生颗粒增强复合层全新的热力学和动力学条件。同时激光熔覆技术制备新材料是极端条件下失效零部件的修复与再制造、金属零部件的直接制造的重要基础，受到世界各国科学界和企业的高度重视和多方面的研究。 目前，利用激光熔覆技术可以制备铁基、镍基、钴基、铝基、钛基、镁基等金属基复合材料。从功能上分类：可以制备单一或同时兼备多种功能的涂层如：耐磨损、耐腐蚀、耐高温等以及特殊的功能性涂层。从构成涂层的材料体系看，从二元合金体系发展到多元体系。多元体系的合金成分设计以及多功能性是今后激光熔覆制备新材料的重要发展方向。 最新的研究表明，在我国工程应用中钢铁基的金属材料占主导地位。同时，

激光再制造技术的发展及应用

再制造让废旧重型机械零部件“复活” 宁波镭速激光科技有限公司“再制造”这项业务对中国市场是个新鲜事，尽管它在国外已经存在了数十年。在国内大众的印象里，“再制造”和大修、翻新似乎并无区别，只不过是换了一个高大上的说法罢了。对此，沃尔沃建筑设备中国区产品支持总监AlexanderPajari严肃地纠正：“‘再制造’和翻新是两回事，以沃尔沃为例，我们从设计的源头就开始考虑零部件的回收利用，并在挑选旧部件时有非常严苛的标准，清洗、翻新的技术也都很前沿。”他特别强调，再制造是一个完整的工业化制造流程，必须实现量产；而翻新，更侧重于对某一个部件进行个别处理，不需要实现工业化量产。 欧美已形成重要产业 在工业发达国家中，废旧产品造成的危害暴露较早，相应的对策也较早提出和实施。 20世纪30~40年代，为了走出经济萧条的困境，最早的再制造产业雏形在美国汽车维修行业中出现。至20世纪80年代初，美国正式提出“再制造”。此后，其他工业发达国家开始大力发展再制造产业。目前再制造在欧美发达国家已形成了重要产业。2005年，全球再制造产业产值已超过1000亿美元，美国的再制造产业规模最大，达到750亿美元。近年来，日本加强了对工程机械的再制造。至2008年，再制造的工程机械中，58%由日本国内用户使用，34%出口到国外，其余的8%拆解后作为配件出售。 欧美国家在再制造设计方面，主要结合具体产品，针对再制造过程中的重要设计要素如拆卸性能、零件的材料种类、设计结构与紧固方式等进行研究；在再制造加工方面，对于电子产品，再制造的内涵就是对仍具有使用价值的零部件予以直接的再利用。如德国柏林工业大学对平板显示器的再制造就是先将液晶显示器LCD、印刷线路板PCB、冷阴极荧光灯CCFL等关键零部件进行拆解，经检测合格后进行再利用。德国ReMobile公司对移动电话的再制造也是先拆解、再检测最后再利用。 据公开资料显示，目前国内80%的在役机械超过保证期，役龄10年以上的传统旧机床超过300万台，废旧汽车约500万辆。有业内人士估算，即便仅将其中的10%进行再制造，产值规模都将超过千亿元，潜力巨大。 2005年，工程机械巨头企业卡特彼勒率先在上海临港成立了卡特彼勒再制造工业（上海）有限公司，目前的年销售额超过2000万元。相对于该公司2012年40亿美元的全球再制造业务销售收入，中国区的收入仅仅是九牛一毛，但卡特彼勒显然更看重中国市场再制造业务的成长性。 2013年底，沃尔沃在国内成立了第一家再制造中心。目前该集团在全球有8家再制造工厂，2011年生产的再制造产品数量超过120万件。 国内市场方兴未艾 我国的再制造产业发展至今已经10年有余。在实践的基础上，逐步探索形成了以高新技术为支撑、产学研相结合、既循环又经济的自主创新的中国特色再制造模式。中国特色再制造模式注重基础研究与工程实践相结合，创新发展了中国特色的再制造关键技术，构建了废旧产品的再制造质量控制体系，保证了再制造产品性能质量和可靠性；注重企业需求与学科建设融合，提升企业与实验室核心竞争力；注重社会效益与经济效益兼顾，促进国家循环经济建设。 由于再制造使用的是经过长期服役而报废的各种成型零件，其损伤失效形式复杂多样，残余应力、内部裂纹和疲劳层的存在导致寿命评估与服役周期复杂难测，再制造还要在保持废旧

激光制造论文

激光先进制造技术 论文主题:激光制造 学院: 机电与自动化院 专业班级: XXXXXXXXXX 姓名: XXX 学号: XXXXXXXXX 年级: XXXXX 任课教师: XXXX XXXX年XX月XX日

目录 1.激光简介 (3) 2、激光生产原理 (3) 2、1激光产生的物质基础 (3) 2、2激光产生的基本原理与方法 (5) 2、2、1确定液压系统方案 (5) 2、2、2光的受激辐射放大条件 (6) 2、2、3产生激光的基本条件及激光器的组成部分 (6) 3、激光加工原理及应用 (6) 3、1 激光加工原理及特点 (6) 3、2激光技术 (8) 3、2、1激光打孔 (9) 3、2、2激光打标 (11) 3、2、3激光雕刻 (13) 3、2、4激光微调 (14) 3、2、5激光切割、、 (15) 3、2、6激光焊接 (19) 3、2、7激光打印 (21) 3、2、8激光制版 (22) 3、2、9激光防伪 (23) 3、2、10激光扫描 (23) 3、2、11激光强化、、 (24) 3、2、12微细加工 (25) 4、激光技术发展现状与前景 (27) 5、总结 (29) 6、参考文献 (30) 一、激光简介 激光就是在 1960 年正式问世的。但就是,激光的历史却已有 100 多年。确切地说,远在 1893 年,在波尔多一所中学任教的物理教师布卢什就已经指出,两面靠近与平行镜子之间反射的黄钠光线随着两面镜子之间距离的变化而变化。她

虽然不能解释这一点,但为未来发明激光发现了一个极为重要的现象。 1917 年爱因斯坦提出 “ 受激辐射 ” 的概念,奠定了激光的理论基础。激光,又称镭射,英文叫“LASER ”,就是“Light Amplification by Stimu Iatad Emission of Radiation ”的缩写,意思就是“受激发射的辐射光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将 “光受激发射”改称“激光”。 激当前激光技术发展的越来越迅速与成熟,在我们生活中的各个行业应用的非常广泛。由于激光技术的先进性,精确性,所以在当前,在很多行业都得以应用与实现。本文通过对激光技术的学习,大概阐述了激光生产原理,以及激光在各个方面的应用 。 二、激光产生原理 2、1、激光产生的物质基础 光与物质的共振相互作用,特别就是这种相互作用中的受激辐射过程就是激光器的物理基础。爱因斯坦认为光与物质原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁与受激吸收跃迁三种过程。为了简化问题,我们只考虑原子的两个能级1E 与2E ,处于两个能级的原子数密度分别为1n 与2n ,如图2-1所示。构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ,并有21E E h ν-=。 (Ⅰ)、自发辐射 处于高能级2E 的一个原子自发地向低能级1E 跃迁,并发射一个能量为h ν的光子,这种过程称为自发跃迁过程,如图2-2所示。

激光再制造技术

?改革开放以来，国外大批的高精尖设备引入我国，许多重大工程装备造价十分昂贵，一旦出现损坏，使生产线中断。特别是进口设备，缺少备件，临时引进不仅价格昂贵，而且时间紧迫，不能保证及时生产，将造成重大的经济损失。因此，开展重大装备修复，发展快速、高效、精密的修复技术不仅具有广阔的市场需求，而且具有重大的经济效益和社会效益。 常规修复技术的种类很多，每种技术有其擅长之处，也有应用的局限性，而精密可控成形再制造的修复技术已成为重要发展方向。 近年来，国际上诞生了一门新兴技术—再制造技术（Refabricating Technology）。与以往修复技术不同，再制造技术是一种全新概念的先进修复技术，它集先进高能束技术、先进数控和计算机技术、CAD/CAM技术、先进材料技术、光电检测控制技术为一体，不仅能使损坏的零件恢复原有或近形尺寸，而且性能达到或超过原基材水平。由此形成了一门新的光、机、电、计算机、自动化、材料综合交叉的先进制造技术。文中介绍了激光再制造系统的组成、材料选择原则、多层熔敷后的效果及工业应用实例。 1 激光再制造系统构成 激光再制造技术的技术基础是激光熔敷。激光熔敷原本是一种表面强化技术，它不涉及零件精确成形问题。以激光熔敷为修复技术平台，加上现代先进制造、快速原形等技术理念，则发展成为激光再制造技术。它是以金属粉末为材料，在具有零件原型的CAD/CAM软件支持下，CNC （计算机数控）控制激光头、送粉嘴和机床按指定空间轨迹运动，光束与粉末同步输送，形成1支金属笔，在修复部位逐层熔敷，最后生成与原型零件近形的三维实体。 激光器：1～5kWCO2激光器，多模即可，或用0.4～2kWNd：Y AG激光器，多模即可。 光学系统：采用聚焦光束和宽带光束2种方法，宽带光束可使熔敷表面光滑平整，而且没有裂纹等产生。 送粉器：采用载气式或非载气式输送2种均可。非载气式送粉，粉末利用率高达90%，载气式仅30%～40%。在进行二维以下运动修复时，采用非载气式送粉可节省粉末，从而降低使用成本。 从光束与粉嘴相互运动关系来看，可分为一维、二维及三维修复。 红外温度监控系统： 在激光熔敷修复过程中，由于多层叠加，熔层表面温度会随高度增加而增加，在尖角处也会引起热量陡增。必须对熔池温度面进行实时监测，并将测温结果反馈给激光器和数控机床，控制激光器功率输出以及CNC机床的运动速度，以保持熔池温度稳定。其测温原理为：激光涂层吸收的能量EA，一部分用于熔化粉末Ep，一部分以热辐射的形式向外散出ER，一部分用于热传导ET，一部分用于与环境对流Ec，即： EA=Ep ER ET EC 根据黑体辐射定律和为维恩位移定律：λmT=2897.8μm·K，其中λm为光谱辐射极大值对应波长，T为绝对温度（K）。由此而进行双波长比色红外测温。采用双波长比色测温计，测温范围400～2000℃，精度系数±1%； 2 激光再制造与热喷涂冶金组织比较

再制造表面修复技术

?????????*????＊?????激光再制造技术 激光再制造技术是一种全新概念的先进修复技术，它集先进的激光熔覆加工工艺技术、激光熔覆材料技术和其它多种技术于一体，不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸，还可以使其性能达到甚至超过新品的水平，是重大工程装备修复 表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光使之与基体表面薄层一起熔凝的方法，在材料表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，以改善工件表面性能的工艺。 激光再制造主要工艺流程 ?电刷镀技术 电刷镀技术需要采用专用的直流电源设备，电源的正极连接镀笔作为刷镀时的阳极；电源的负极连接工件作为刷镀时的阴极。镀笔通常采用高纯度细石墨块作为阳极材料，石墨块外面包裹一层棉花和耐磨的涤棉套。刷镀时使浸满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在工件表面上移动，并保持适当的压力。在镀笔与工

件接触的部位，镀液中的金属离子在电场的作用下扩散到工件表面，并在表面获得电子被还原成金属原子，沉积结晶形成镀层，随着刷镀时间的增长，镀层增厚，从而达到镀覆及修复的目的。 ?纳米电刷镀技术 纳米电刷镀技术是在传统电刷镀技术的基础上发展起来的先进表面工程技术，通过把具有特定性能的纳米颗粒加入到电刷镀液中，从而得到含有纳米颗粒的复合电刷镀溶液，在刷镀过程中，复合镀液中的纳米颗粒在电场力的作用下或在络合离子挟持作用下与金属离子共同沉积在基体表面，获得纳米颗粒弥散分布的复合电刷镀层，进而提高装备零件表面性能。 纳米电刷镀溶液的制备是纳米电刷镀技术的关键和基础。镀液制备的关键是要解决纳米颗粒在盐溶液中团聚这一重大难题。 高能机械化学法是一种能有效地将纳米陶瓷颗粒分散在金属基质溶液中的复合分散方法。 ?纳米铜自修复技术 纳米铜自修复技术就是纳米铜粉作为润滑油添加剂时摩擦副出现“负磨损”现象形成的一种技术。 试验样品：铜粉颗粒直径20nm-80nm（0.5%质量），基础油为650SN。试验使用前用超声分散60min。 ?激光熔覆技术 激光熔覆技术是指在被涂覆基体表面上，以不同的添料方式放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面薄层同时熔化，快速凝固后形成稀释度极低，与基体金属成冶金结合的涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等工艺性能的方法。 目前，有些亟待解决的难题，如残余应力、变形和裂纹等。 ?激光熔覆同步送粉技术 激光熔覆过程送粉方式：预置式和同步式。预置式是将熔覆材料在激光扫描前已沉积到基体表面，此方法难以满足制备全密度功能梯度材料、高柔性等诸多现代科技需求；同步式是在激光扫描基体表面同时将熔覆材料引入熔池，可克服预置式的不足。 同步送粉法分侧向送粉和同轴送粉。 （1）侧向送粉法是粉末流与激光束轴线之间存在一定夹角，即喷嘴置于激光束一侧。难题是扫描速度方向的变化会引起熔覆层形状与厚度的改变。 （2）同轴送粉法是粉末流与激光束都垂直于熔覆层表面，克服了侧向送粉的不足。实现方法有二，如下： ①典型同轴送粉。环形粉末流围绕垂直放置的单个激光束，并汇聚于粉末流焦点。粉末流有圆环锥形聚焦粉末流和对称聚焦粉末流。 ②光内送粉。环形激光束围绕垂直放置的单个粉末流，并与粉末流相交。 光内送粉将真正消除扫描方向性问题，提高粉末流稳定性。光粉耦合不受光束离焦量影响，精度高，操作容易。通过适当调节粉斑直径和聚焦光斑直径，不仅可实现光斑略大于粉斑工艺，还能完成轮廓法熔覆过程，大大增加粉末利用率、改善熔覆质量。

激光熔覆技术分析与展望讲解

激光熔覆技术分析与展望 作者：张庆茂激光熔覆是一种新型的涂层技术，是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术，是激光先进制造技术最重要的支撑技术，可以解决传统制造方法不能完成的难题，是国家重点支持和推动的一项高新技术。目前，激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一，已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。为推动激光熔覆技术的产业化， 作者：张庆茂 激光熔覆是一种新型的涂层技术，是涉及到光、机、电、材料、检测与控制等多学科的高新技术，是激光先进制造技术最重要的支撑技术，可以解决传统制造方法不能完成的难题，是国家重点支持和推动的一项高新技术。目前，激光熔覆技术已成为新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一，已广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等行业。 为推动激光熔覆技术的产业化，世界各国的研究人员针对激光熔覆涉及到的关键技术进行了系统的研究，已取得了重大的进展。国内外有大量的研究和会议论文、专利介绍激光熔覆技术及其最新的应用：包括激光熔覆设备、材料、工艺、监测与控制、质量检测、过程的模拟与仿真等研究内容。但到目前为止，激光熔覆技术还不能大面积工业化应用。分析其原因，这里有政府导向的因素、激光熔覆技术本身成熟程度的限制、社会各界对激光熔覆技术的认可程度等因素。因此，激光熔覆技术欲实现全面的工业化应用，必须加大宣传力度，以市场需求为导向，重点突破制约发展的关键因素，解决工程应用中涉及到的关键技术，相信在不远的将来，激光熔覆技术的应用领域及其强度将不断的扩大。下面介绍激光熔覆技术几个发展的动态，以飨读者。 激光熔覆的优势 激光束的聚焦功率密度可达1010~12W/cm2，作用于材料能获得高达1012K/s的冷却速度，这种综合特性不仅为材料科学新学科的生长提供了强有力的基础，同时也为新型材料或新型功能表面的实现提供了一种前所未有的工具。激光熔覆所创造的熔体在高温度梯度下远离平衡态的快速冷却条件，使凝固组织中形成大量过饱和固溶体、介稳相甚至新相，已经被大量研究所证实。它提供了制造功能梯度原位自生颗粒增强复合层全新的热力学和动力学条件。同时激光熔覆技术制备新材料是极端条件下失效零部件的修复与再制造、金属零部件的直接制造的重要基础，受到世界各国科学界和企业的高度重视和多方面的研究。 目前，利用激光熔覆技术可以制备铁基、镍基、钴基、铝基、

激光表面强化及再制造加工技术在工业领域讲解

激光表面强化及再制造加工技术在工业领域 激光表面强化及再制造加工技术是一种集光、机、电、计算机、材料、物理、化学等多门学科的跨学科高新技术，因其特有的无污染、低能耗、易于自动控制等优势而迅速发展成为一种先进的表面加工技术。该技术历经二十余年的进步，伴随着高功率激光器、装备智能化控制和材料技术的不断升级和改进，已越来越多应用到工业零部件的强化和再制造中。 一、激光表面强化及再制造加工技术分类及简介 激光表面强化及再制造加工技术可以在不改变金属零件表面金属成分的条件下提高零件表面的机械性能，也可以对金属零件磨损或者拉伤的部位进行类同质熔覆修复、恢复形貌尺寸和性能，还可以对一些金属零件关键部位添加合金或者陶瓷材料进行表面改性，大大提高该部位防腐耐蚀、耐磨、高温抗疲劳等性能。激光表面强化及再制造加工技术特点：无污染、可控性好、热影响区小、组织缺陷少、处理效果好、便于实现自动化。国内外广泛使用的激光表面强化及再制造加工技术主要分三种：激光淬火、激光再制造（熔覆）、激光合金化。以下对这三类技术及特点简单介绍： 1.激光淬火技术 采用高能量激光作为热源，使金属表面快热快冷，瞬间完成淬火过程，得到高硬度、超细的马氏体组织，提高表面的硬度及耐磨性，并且在表面形成压应力，提高疲劳强度。图2-4为几种典型材料激光淬火层的组织和横断面硬度分布。

图1半导体激光淬火设备及淬火示意图

图2GCr15激光淬火硬度及组织照片（激光功率2.2kW，速度15mm/s）

图342CrMo激光淬火硬度及组织照片（激光功率2.2kW，速度10mm/s）

图47CrSiMnMoV激光淬火硬度及组织照片（激光功率2.2kW，速度10mm/s） 激光淬火特点：变形小、形成残余压应力、硬度高、淬火层深度硬度可控、环保（无需水、油等淬火液）、易于实现自动化控制，该工艺不需添加功能合金材料。 2.激光合金化技术 采用高能量激光作为热源，照射通过喷涂在工件表面预制好的超细金属或金属陶瓷合金化材料，使之在高能密度激光束作用下快速渗透熔凝，从而改变工件表面成分，获得组织细密、高耐磨合金层，大幅提高工件高温腐蚀条件下的耐磨性能。图5-7为几种典型材料激光合金化的组织和硬度分布。

紫外激光多层FPC钻盲孔工艺改进研究

分数： 评卷人： 研究生（光电技术概论）课程论文题目：紫外激光多层FPC钻盲孔工艺改进研究 学号M201472200 姓名纪明阔 专业软件工程 课程指导教师唐霞辉 院（系、所）光电学院 2014年12 月17 日

紫外激光多层FPC钻盲孔工艺改进研究 摘要：紫外激光由于波长短，聚焦光斑小，能量密度高，能直接熔化和蒸发材料，无需采用其它方法就可直接对铜层和绝缘材料进行加工，因而相对于CO2激光加工具有工艺程序简单、流程短和效率高的优势，在薄型高密度的微孔板特别是在叠层多芯片组件的高密度互连板和具有埋、盲孔结构的高密度互连多层板中得到广泛应用。利用紫外激光进行多层FPC钻盲孔的难点在于盲孔深度的控制和盲孔底部表面绝缘材料完全去除一致性，采用传统同心圆扫描或螺旋线扫描方法进行加工在微盲孔中心区域容易出现绝缘材料去除不干净或者造成内层铜箔剥离等问题。本文章为此提出了创新的定点一同心圆扫描结合加工方式，解决了传统直接采用同心圆扫描或螺旋线扫描钻盲孔加工方法中盲孔底部表面高度不均匀的问题。 关键词：紫外激光FPC钻孔盲孔深度同心圆扫描 Abstract: UV laser, with the advantage of short wavelength, small focusing spot size as well as high energy density, can directly melt and evaporate materials, and processe on the copper layer and the insulating material with no need to use other methods. Therefore,it has the advantages of short process, simple procedure and high efficiency when compared with CO2 lasers. So the UV laser has been widely applicated in thin high density micropore plate especially in high density interconnection plate of laminated multi-chip module and high density interconnect multilayer board, blind hole buried in the structure.The difficulties of using UV laser to drill blind holes in multilayer FPC are cotrolling the depth of blind hole and consistency in complete removing the bottom of the blind hole surface insulation material. The traditional concentric scanning or spiral scanning processing method can easily prone to insulting material removal imperfectly or insulting problems such as inner layer copper foil peeling in processing the micro blind holes.Therefore, this artical innovatively put forward a point-concentric scanning combination processing method, to solve the problem of uneven surface height of blind hole buttom by using the traditional concentric scanning or spiral scanning to drill blind holes.

激光加工技术的特点及应用

激光加工技术的特点及应用-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

激光加工技术的特点及应用 摘要：“激光（器）”的英语为Laser，它是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的第一个字母组成的缩写，意思是“光受激辐射放 大”。所谓激光加工技术就是利用激光束与物质相互作用的特性对材料 （包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以 及做为光源，识别物体等的一门技术，它也是涉及到光、机、电、材 料及检测等多门学科的一门综合学科。 关键词：加工原理、特点、加工技术、发展前景 一激光的特点 激光是一种崭新的光源，它除了与其他光源一样是一种电磁波外，还具有其它光源所不具备的特性： 高方向性：激光的发散角很小，接近平行光，可把激光用于定位、准直、导向和测距等 亮度高(光强)：聚焦后光斑上的功率密度达1015W/cm2或更高，其亮度比太阳光起码要亮100亿倍，只有氢弹爆炸瞬间产生的闪光才能勉强与激光相比。材料在如此之高的功率密度光照射下，会很快熔化、气化或爆炸，因此，可以来进行材料的加工或是医疗外科手术。 高单色性：其单色性比一般光高108-109倍以上，可把激光波长作为长度的标准进行精密测量，或把其周期用作时间测量标准，应用于激光通讯和等离子体测量。 高相干性：单色性越好的光，相干长度越长。可用于较长工件的高精度测量与校验。 二激光加工的原理及其特点 1.激光加工的原理 激光加工是将激光束照射到工件的表面，以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工是无接触式加工，工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力，所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加工可应用到不同层面和范围上。 2.激光加工的特点 激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势： ①非接触加工，无工具磨损，不需要中途更换工具，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的； ②激光束能量密度高，加工速度快，工件变形小、热影响区小，后续加工量小； ③它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点材料，可加工材料范围广泛；

激光再制造技术

激光再制造技术 河北瑞兆激光再制造技术有限公司 成果主要创造人：韩宏升韩佳杰 成果参与创造人：张凯奕刘凯祥 河北瑞兆激光再制造技术有限公司成立于2006年6月，是一家采用激光熔覆技术修复大型汽轮机、制氧机、烟气轮机、氧化氮压缩机、高速轴流风机、高炉透平机、交、直流电机、大型轴类齿轮轧辊等转动设备及技术研发、精密设备修复和机械制造为一体的高新技术企业，并具备了能试验10000KW交、直流电机的试验站。公司主要设备包括：GS-TFL-6000CO2激光器、大型数控轧辊机床、50吨动平衡机、3米磨床、立车、铣床、刨床、钻床等。激光熔覆、激光修复技术解决了各种焊技术热加工过程中不可避免的热变形、热疲劳损伤等一系列技术难题，同时也解决了传统的电镀、喷涂等冷加工过程中覆层与基体结合强度差的矛盾。具有对被加工部位热影响区小、不产生变形、不改变基体组织、达到强化性能的优点。 河北瑞兆激光再制造技术有限公司利用激光熔覆技术对各类高炉透平机（TRT）和大型风机失效的转子及叶片进行修复及各种电机轴类等设备的修复，可以完全恢复原设计技术性能和使用周期寿命，近80%的设备可以提高使用周期寿命1—2倍。缩短了设备维修周期，提高了设备利用率。大大降低了企业成本，提高了企业生产效率和与同行业竞争的实力。实现了物资不断循环利用的经济发展模式，从而减少了资源的浪费。激光在制造工程的最大优势，是能够以先进成形技术方法制备出优于基体材料性能的熔覆层，如采用金属材料的表面强化处理、激光显微仿形熔覆等技术修复和强化零件表面，赋予零件耐高温，防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能，这层表面材料厚度从几十微米到几毫米，与制作部件的整体材料相比，厚度薄、面积小，但却承担着工作部件的主要功能，使工件具有了比本体材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温等能力。 由于我国没有形成废物利用的资源回收机制，造成了大量浪费。据统计，全国每年有500万吨废钢铁、20多万吨废有色金属、1400吨废纸及大量废塑料、废玻璃等没有回收利用。据专介绍，回收1吨废纸能生产0.8吨好纸，可以少砍17棵大树，节省3立方米的垃圾填埋场间还可以节约一半以上的造纸能源，减少35％的水污染。如果全国每年1400万吨废纸能够回收利用，就可以生产120万吨好纸，少砍2.38亿棵大树，节省4200万立方米的垃圾填埋场空间。如果全国每年500万吨废钢铁、20多万吨废有色金属及大量的废塑料、废玻璃等都能够回收利用，那又将可以节省多少资源，减少多少污染！ 再制造是产品维修、报废阶段的一种再生处理，是用高技术对废旧装备修复、改造的产业化。再制造对象即可以是设备、系统、设施，也可以是零件。激光再制造是以丧失使用价值的损伤、废旧零部件作为再制造毛坯，利用以激光熔覆技术为主的高新技术对其进行批量修复、性能升级，所获得的激光再制造产品在技术性能上和质量上都能达到甚至超过新品的水平。 我公司响应党的号召坚持走可持续发展的道路，得到全公司的一致同意。可持续发展就是，既符合当代人类的需求，又不致损害后代人满足其需求能力的发展，是我们在注意经济增长的数量，同时要注意追求经济增长的质量。主要的标志是资源能够永远利用，保持良好的生态环境。 我们所修复的零部件通过再制造以激光熔覆为核心技术，通过材料选择、机械设计和加工、产品质量控制和检验等为手段，以最快的速度和最优的质量完成TRT零部件的再制造，再制造后的零部件使用性能达到母材的使用性能甚至超过母材，使再制造后的机组恢复新机的发电能力。 具体技术方案如下： 1、产品入厂检测 通过对设备的入厂检测，对各部位尺寸进行测绘确定修复项目。

盘点国内激光光学院校及科研机构

盘点国内激光光学院校及科研机构

盘点国内激光光学院校及科研机构 法学、生物科学……2009年高考，这俩专业都是当年的热门专业，报考十分火爆。如今四年过去了，这些昔日的报考热门专业，今年找工作时却遇冷了。如今2013年，一年一度的高考即将来袭，考生们面临高考压力的同时，考生家长却在想着孩子高中毕业之后应当选择什么样的专业，什么专业未来就业前景比较好等。 关于大学专业问题，多数家长和考生是非常陌生的。因为孩子从幼儿园读到高中，都是选择学校就行了。不存在什么专业问题要考虑。加之一段时间，高校的专业设置较混乱。大家跟着市场跑，一哄而上设“热门”专业。不管条件是否具备，社会上什么专业吃香就建什么专业。专业名称是五花八门，令人眼花缭乱。针对此情况，教育部专门对高校专业设置进行了规范整顿。即便如此，高校的专业仍然令普通家长和考生摸不着北。 专业选择的主要依据应是考生本人的爱好和理想。家长应充分尊重孩子的意见。不过，现在我们的孩子长期肩负沉重的课业负担，平时很少有时间去真正发展自己的爱好和认真地考虑自己的理想。在填报志愿时，不知自己的爱好和理想是什么的孩子绝不是个别人。面对“抱大了的一代”，我们家长只好再抱一程了。 24岁的赵斌戴着特制的遮光眼镜正在测试一台新鲜出炉的激光设备仪。他告诉记者，自己学的是激光加工与设备制造，“这两年工作比较好找，而且待遇还非常不错!” 赵斌的幸运和他现在的老板、中国引进海外高层次人才“千人计划”入选者闫大鹏有密切联系。2007 年之前，中国的光纤激光器还依赖国外进口，激光器研究处于实验室阶段，赵斌这样的激光专业大专毕业生非常难就业。然而近几年，随着中国各地发展激光产业，激光相关技术人才从抱着技术无处求职一下子转变到供方市场，相关激光企业更是不惜重金招揽激光技术人员。在锐科激光车间，几十个身穿蓝色工作服的年轻人在无尘室内专心操作手中仪器。“这些年轻人都是最近几年毕业的大学生，大多学的与激光相关专业，平均年龄不到25岁。”闫大鹏说，国内一届又一届的大学毕业生是公司最大的财富，也是国家人才战略的主体。 自从1961年中国第一台激光器宣布研制成功至今，激光技术逐步向国际先进水平靠拢，目前国内激光市场销售的主要产品有激光加工设备、激光器光通信器件、激光医疗设备等。伴随着全球激光市场的稳步增长，中国激光产业也处于高速增长中。 中国的激光产业区域化集中，中国的激光产业主要集中在湖北、北京、江苏、上海、和广东(含深圳、珠海特区)等经济发达省市，这些地区的年销售额将占全国激光产品市场总额的90%以上，形成以上述省市为主体的华中地区、环渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲四大激光产业群。其中武汉依托东湖“光谷”的激光产业及国家自主创新示范区的发展优势，其激光产业发展壮大将会比较迅速。 我国激光企业多数为近年来新建企业，且多为合资、集体或私营，一些企业技术水平已达到或接近国际先进水平，但整体技术和经营管理水平，仍然和国外先进水平有较大差距，主要是管理机制和经营模式运行不协调，市场不规范等，但最根本的差距是人才的差距。许多企业引进了国外较先进的生产线，而驾驭这些先进设备的人员素质却与之不相适应，多数企业的操作人员没有经过严格正规的职业教育，一线生产和技术人员素质普遍较低，难以胜任当前的职业岗位，使现代化生产线达不到现代化生产水平。出现了现代化设备生产效率低、产品质量和档次低的局面，这些都严重制约着我国激光产业的快速发展和经济效益的提高。 由此可见，培养大批激光产业生产、技术、管理、营销一线的高等应用型人才迫在眉睫。

激光再制造技术及其应用

2010年03月中国设备工程 激光再制造技术及其应用 陈 江，刘玉兰 （沈阳大陆激光技术有限公司，辽宁沈阳110136） 摘 要：激光再制造技术是重大机械装备修复和性能提升的重要发展方向之一。介绍激光再制造技术体 系的组成及其特点，并列举激光再制造机械设备的典型案例，指出在我国发展激光再制造技术的广阔市场前景。 关键词：激光再制造；激光熔覆；修复中图分类号：TG17 文献标识码：B 文章编号：1671-0711（2010）03-0049-02 激光再制造技术是一种全新概念的先进修复技术，它集先进的激光熔覆加工工艺技术、激光熔覆材料技术和其他多种技术于一体，不仅可以使损伤的零部件恢复外形尺寸，还可以使其使用性能达到甚至超过新品的水平，是重大工程装备修复新的发展方向。 1.激光再制造技术体系 激光再制造技术是装备制造技术、材料科学技术、激光加工工艺技术等多种技术相结合而形成的有效的科学技术体系。具体构成见图1。 激光再制造技术的核心技术是激光熔覆技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在材料表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，以改善工件表面性能。激光熔覆技术是一种新的表面改性技术，与传统的喷焊或堆焊工艺相比，激光熔覆技术具有如下优点。 （1）激光束的能量密度高，只要注入较少的能量就可以完成激光熔覆。零件热影响区小，变形小，因此适合强化或修复一些高精度零件或对变形要求严格的零件，如精 轧辊的表面强化处理。 （2）激光熔覆层稀释率低，且可以精确控制，熔覆层的成分与性能主要取决于熔覆材料的成分。因此，可以采用各种性能优良的材料对基材表面进行改性。特别是可以采用激光熔覆技术修复一些常规堆焊工艺无法实现的工件，如涡轮发动机叶片、轧辊的主轴、电机主轴等。 （3）激光熔覆层组织致密，微观缺陷少，熔覆层与基材为冶金结合，强度高，因此可以用于一些重载条件下零件的表面强化与修复，如大型轧辊、大型齿轮、大型曲轴等。 （4）激光熔覆层的尺寸大小和位置可以精确控制，设计专门的导光系统，可对深孔、内孔、凹槽、盲孔等部位进行激光处理。采用一些特殊的导光系统如宽带扫描系统，可以使单道激光熔覆层宽度达到20～30mm ，每次熔覆的最大厚度可达3mm 以上。通过多道搭接可以实现工件表面的大面积和大厚度激光熔覆，满足不同形状、尺寸的轧辊等 典型易损件的激光表面强化与修复的要求。 激光熔覆用的激光器一般为1～10kWCO 2激光器，或0.5～2kWNd ：YAG 激光器。 激光熔覆专用合金粉末的设计、选择与正确使用是该项技术能否成功的关键。在选择激光熔覆材料时，首先要考虑熔覆层与基材的热膨胀系数差异，同时，要力求采用相对于基体材料具有适宜熔点的涂层材料。合金粉末不仅要与基材的性能接近，而且要能满足熔覆件的使用性能要求。在实际应用中，熔覆材料多选择Co-Cr 基、Ni-Cr 基、Fe-Cr 基合金粉末，并配以一定数量的陶瓷材料，如WC 、 图1激光再制造技术体系构成 修复与再制造 技术版 49

激光再制造技术在电力行业的应用

电力设备分布量大、不间断运转，其零部件的损坏机率高，其中汽轮机是火力发电的核心设备，由于高温高热特殊的工作条件，每年都需定期对损伤的机组零部件进行修复，采用激光再制造技术将其缺陷全部修复完好，恢复其使用性能，费用仅为新机组价格的1/10，减废节本效果显著。 激光再制造技术的基本工作原理类似于传统的堆焊技术，但是相对于传统的电弧焊以及新近几年发展起来的氩弧焊、等离子焊、热喷涂等等表面增材制造手段来讲，具有热影响区和热变形极小、稀释度低、结合力高等优点，故常用于对性能要求较高的高价值零部件再制造中。 在电力行业的应用如下： 汽轮机转子气封激光熔覆案例 应用背景：转子气封面表面损伤，两端台阶直径280mm、260mm，损伤长度90mm+140mm，损伤深度0.2-0.6mm，均匀磨损; 困难挑战：传统的修复方法是堆焊或氩弧焊后再机加，但因为轴径较细，非常容易因热输入量大导致热应力增加，进而增加开裂倾向，并且极易变形，而且焊后机加量较大，动平衡要求的指标不易满足; 解决方案：中硬度铁基粉激光熔覆修复，恢复原设计尺寸; 应用结果：熔覆层无裂纹、气孔、夹杂、无变形等缺陷，尺寸满足机加要求。

电机转子轴激光熔覆案例 应用背景：轴颈磨损、尺寸缺失，径向出现沟槽，直径φ200mm; 困难挑战：传统的修复方法是堆焊或氩弧焊后再机加，但因为轴径较细，非常容易因热输入量大导致热应力增加，进而增加开裂倾向，并且极易产生轴向弯曲变形，而且焊后机加量较大，增加了机加费用和工时; 解决方案：经激光熔覆2mm厚铁基耐磨材料，硬度达到HRC45; 应用结果：提高耐磨性能，熔覆层无裂纹、无变形、机加量小，快速恢复使用。 吸收塔循环泵激光内孔熔覆案例 应用背景：泵体轴承位内表面磨损，失效部件不可移动或转动，失效磨损深度约0.01--0.05mm(测量); 困难挑战：泵体材质是铸铁和铸钢，又是内孔修复，没有合适的焊接材料，焊接难度非常大，极易变形，影响轴承回装; 解决方案：拆卸轴承后，内孔壁磨损清理，采用铸铁激光熔覆专利粉末材料，进行内孔激光熔覆，厚度0.6mm，熔覆后经内孔机加恢复设计尺寸，确保轴承顺利回装;

华科激光导师

王可嘉 个人简介 1997.9-2001.7 华中理工大学光电系，本科 2001.9-2004.7 华中科技大学激光院，硕士研究生 2004.9-2007.12 华中科技大学光电学院，博士研究生 2008.4至今华中科技大学光电学院、武汉光电国家实验室（筹），讲师 研究领域 太赫兹科学与技术 主要学术成就 主持国家自然科学基金一项 [获奖与荣誉称号 1、2010年“大学生科技创新活动优秀指导教师”； 2、2010-2011年度“院三育人奖”。 主要学术兼职 招生信息 主要从事太赫兹科学与技术方面的研究，欢迎光信息科学与技术、光电信息工程、物理学、控制科学与工程、电子科学与技术、通信与信息系统等专业的同学报考。 曾晓雁电话：联系邮箱： 个人简介 1962年生，湖南省娄底市人，华中科技大学教授、博士生导师。 武汉光电国家实验室激光与太赫兹技术功能实验室副主任，激光先进制造技术研究室主任。个人简介 1979.9—1983.7 中南大学，材料物理专业,学士学位 1983.9—1987.8 中国科学院金属研究所, 材料加工工程专业,硕士学位 1987.8- 1996.8 华中科技大学助教、讲师（1991）、副教授（1993） 1990.9—1994.3 华中科技大学材料学专业，博士学位 1996.4—1997.8 日本通产省工业技术院北海道工业技术研究所，科学技术特别研究员（博士后） 1997.9—1998.3 日本国通产省技术院物质工学工业技术研究所，特别研究员 1998.4—2000.7 华中科技大学材料科学与工程院，教授，博士生导师 2000.8—2000.10 德国柏林工业大学物理系激光技术研究所,访问学者 2000.11—2005.6 华中科技大学激光技术国家重点实验室,教授，博士生导师 2005.7—现在武汉光电国家实验室,教授，博士生导师 研究领域 激光增材制造技术与装备（3D打印），激光探针光谱检测，激光与物质交互作用机理，激光焊接技术，激光表面工程技术激光材料加工技术与装备集成，激光微纳制造技术与装备。主要学术成就 曾晓雁教授，光电国家实验室激光与太赫兹功能实验副主任、激光先进制造技术领域的学术带头人、激光先进制造技术科研团队负责人。先后承担或参加国家重大仪器设备开发专项、国家“863”高科技项目、国家自然科学基金项目、国家重大攻关项目、科技部支撑计划、省部级研究开发项目和来自国内大、中型企业的横向课题90余项，所研制的多种激光加工装备、激光微加工装备已经在工业中得到应用。在国内外重要学术期刊上发表论文280余篇，获得近40余项发明专利，另有多项新成果专利在申报中。获得省部级一等奖二项，二等奖一项。多次担任激光加工技术领域重要国际会议主席或者组委会成员。兼任中国运载火箭研

激光切割技术原理及应用

激光切割技术原理及应用 一、背景 1917年，爱因斯坦就提出了受激辐射的概念。1960年，梅曼成功运转了世界上第一台激光器。自此人们研究了激光的特性，开始探索激光在加工领域中的应用。几年后，高功率的C O2、YAG 激光器的发明，使激光加工变成现实。目前激光加工作为先进制造技术已广泛应用于国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、实现自动化、消除污染和减少材料消耗等起到重要的作用。如日本最先将激光切割系统引进汽车制造中，大大提高的劳动生产率。激光切割是应用最广泛的一种激光加工技术，目前激光切割在激光加工中所占的比例超过了70%。 二、原理 激光具有高亮度、高单色性、高相干性以及方向性好的特性。激光切割原理一般指激光经过聚焦后照射到材料上，使材料温度急速升高至熔化或汽化，随着激光与被切割材料的相对运动，在切割材料上形成切缝从而达到切割的目的。 从激光与材料作用机理和过程来分，激光切割可分为热加工和“冷加工”两种。现在大量用于激光加工的C O2和YAG 激光处于红外波段，它们基于热效应，使工件升温、熔化或汽化，以完成各种加工，称其为热加工，但这种方式会损伤周围区域, 因而限制了边缘强度和产生精细特征的能力。紫外激光的波长短、能量集中，通过直接破坏连接物质组分的化学键来达到加工目的, 这种将物质分离的过程是一个“冷”过程，热效应小，因此在精密切割和微加工领域具有广泛的应用。 激光切割工艺相比较传统切割工艺的优点在于： 1、激光加工属于非接触加工，因此无磨损，无机械应力，无形变，无耗材，无原材料浪费 2、激光能量集中，因此其热影响区小，对非加工部位没有影响，工件热变形极小 3、激光能量密度高，加工速度快，生产效率高 4、激光便于导向、聚焦、发散等，可以得到不同的光斑尺寸和功率密度，且激光易与数控 系统配合，加工方法灵活，因此可以完成任何复杂的加工，如微细加工和局部选择加工 5、激光加工不受电磁干扰，加工质量稳定可靠 6、激光加工无噪声、无污染，对环境没有危害 三、具体工艺