早期日本的一些船廠就使用激光切割設備獲得了準確的切割尺寸和良好的切割質(zhì)量,并從中受益。1992年,Vosper Thornycroft在歐洲船廠安裝了第一臺激光切割設備。90年代中、后期,歐洲船廠紛紛安裝了用于焊接和切割的成套設備。在美國,Bender 船廠是第一家使用高功率激光切割設備的船廠。1999年Bender 使用6KW的Tanaka LMX Ⅲ激光器,在制造成本和質(zhì)量上取得了巨大進步。2001年,聯(lián)邦電動船部在其移動實驗室安裝了4KW的ESAB系統(tǒng)。激光切割設備在Bender的應用,引起了對發(fā)展高效激光焊接技術的關注。下面幾個圖為激光制造技術與系統(tǒng)在歐洲幾個船廠的應用實例。
圖2 Vosper Thornycroft船廠在歐洲最先使用激光切割設備
2 影響激光制造過程的關鍵光束特性
2.1 關鍵光束特性
大多數(shù)的激光應用都要通過光與物質(zhì)的相互作用這座橋梁才能實現(xiàn)。激光的波長、能量、偏振特性、時間特性以及空間特性都是決定光與物質(zhì)相互耦合效率的重要因素。
對金屬及其合金而言,激光束的波長越短,吸收率越高。但是這種吸收率的差異只在焊接時初始激光作用的瞬間起決定作用,當深熔焊接過程建立后,波長對吸收率的影響可以忽略。另外波長還影響到光致等離子體的形成和激光束的精細聚焦程度,德國在近五年研究規(guī)劃中將激光微制造的目標定位在新的激光光源和超精細聚焦系統(tǒng)上,與之相應的超短、超快激光源的研究受到高度重視。