随着激光制造技术的快速发展,激光技术已经在工业领域得到广泛的应用。通过介绍激光制造技术在汽车、航空航天、钢铁冶金等工业领域的应用,展示其在低能耗、短流程、绿色环保等发展理念方面的先进性和广泛性。介绍大功率半导体激光器和光纤激光器这两种代表未来激光制造系统发展方向的新型激光器,希望能够改变工业用激光制造装备主要依赖进口的现状,最终形成我国新一代激光制造产业链。1 激光技术在运输机械制造中的先进性1.1 汽车工业以汽车工业为例,在样车的开发和小批量试生产时,用高度柔性的激光三维切割取代冲孔和修边模具,不仅可以节省大量模具,同时极大地缩短了新车型的开发周期。传统方法研制开发一代新车一般需要 5~7 年的时间,采用计算机辅助设计和辅助制造技术后,新车型的开发周期缩短到了3 年,在此基础上应用激光技术,新车型的开发周期缩短到7 个月。由于激光三维切割取代模具的优势显著,德国大众汽车公司早在1986 年就采用了激光柔性机器手切割系统,逐步发展成为汽车制造业巨头。在汽车零部件制造方面,激光焊接的变速器齿轮替代了花键联接的齿轮,极大地减少了零部件的数量,提高了变速器的整体质量与性能,降低了变速器齿轮的制造成本。根据车身不同部位的承重和使用要求,利用激光焊接将不同材质、不同厚度和不同表面状态的坯板拼焊在一起,然后一次压制成形制造车身部件,极大地简化了生产工艺流程,节省了大量材料,显著降低了车身重量。汽车工业发达的欧、美等国家和地区都建立了生产激光拼焊板的专业公司。在车身总装上,激光焊接取代了电阻点焊工艺( 图 1) ,使得汽车设计师可以自由地发挥其想象力和创造性,设计出独特风格的车型。同时激光焊接较之电阻点焊具有更高的效率、更优异的性能、更小的材料消耗等优势 . 图 1 激光焊接取代电阻点焊由于激光制造技术所具有的无与伦比的优势,在欧洲,几乎所有汽车制造厂在汽车研制开发和生产中都无一例外的大量采用激光加工。德国大众公司2002 年一次性就订购了260台 4 kW 大功率 YAG激光器,主要用于车身的总装。德国博世(Bosch) 公司的生产线上总共安装了不同类别的大功率激光加工设备400 余台套,主要用于汽车零部件的加工。实际上,激光制造技术在汽车制造中应用的广度和深度已经成为汽车工业先进性的重要标志。和发达国家相比,我国激光制造技术应用的水平和规模虽然还存在很大差距,但市场潜力巨大。中小功率焊接已在企业应用,形成了一批...