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2010年機床工具領(lǐng)域的突破性發(fā)展
閱讀：238 發(fā)布時間：2011-7-25現(xiàn)在有幾種強調(diào)操作方便性和加工性能的超精密五軸控制加工機床已經(jīng)上市銷售，其定位精度一般都達到了1nm。
為了超精密加工帶有自由曲面等的三維復(fù)雜微細形狀，需要有作為旋轉(zhuǎn)刀具的微小直徑金剛石球頭立銑刀，但這種刀具在市場上并無銷售，所以在數(shù)十年前，使用的是將微小直徑單晶金剛石刀頭切去片側(cè)，從旋轉(zhuǎn)軸中心略微偏移（偏置）的刀具（稱為近似球頭立銑刀）。但是．如果通過多軸控制可以實現(xiàn)刀具的傾斜加工以避免零速度切削，那么也就不需要采用偏置了?，F(xiàn)在，已不需要使用近似球頭立銑刀，而是使用常規(guī)球頭立銑刀通過多軸控制對帶有復(fù)雜曲面的微小工件進行超精密加工。曲面加工所需的NC數(shù)據(jù)可利用三維CAD系統(tǒng)或?qū)δＰ瓦M行掃描測量來獲得。
（4）對未來超精密加工的要求
加工機床的精度正從納米級向超納米級過渡。今后對超精密加工的要求包括日益微型化的刀具及其安裝換刀技術(shù)的開發(fā)、便于操作的微細加工用三維CAM與誤差補償技術(shù)，以及硬脆材料加工技術(shù)。
第二代激光加工技術(shù)
激光加工作為一種新型加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)已經(jīng)有1/4世紀(jì)。激光加工技術(shù)是作為傳統(tǒng)熱加工的替代技術(shù)發(fā)展起來的，隨后又開發(fā)出了獨立的激光加工技術(shù)。激光加工機床與加工技術(shù)就像車子的兩個輪子。現(xiàn)在評述一下仍在不斷獲得顯著進步的激光加工機床和加工技術(shù)的發(fā)展動向及今后的展望。
（1）激光振蕩器與加工技術(shù)的變遷
激光誕生于1960年。隨后，在60年代至70年代前半期，集中出現(xiàn)了許多應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)的激光發(fā)明。激光應(yīng)用技術(shù)的探索幾乎是與激光的誕生同時開始的。將激光應(yīng)用于加工的初步研究主要于70年代在研究機構(gòu)和大學(xué)開展。以80年為分水嶺，出現(xiàn)了日本國產(chǎn)的激光加工機，標(biāo)志著產(chǎn)業(yè)界的激光時代已經(jīng)到來。
激光加工技術(shù)將光的波長由原來的紅外光領(lǐng)域進一步擴大至紫外光領(lǐng)域，并成功地將脈沖震蕩時間縮為極短，進一步擴大了新的應(yīng)用可能性。激光加工因應(yīng)用可能性的不斷擴大與可持續(xù)發(fā)展性，在很短時期內(nèi)便作為一種主要加工技術(shù)在產(chǎn)業(yè)界扎下了根。zui近，以德國為中心，開發(fā)出了新的激光振蕩器，并于2003年前后投入市場。此前的激光熱加工在其發(fā)展過程中伴隨著高功率化也有不少技術(shù)改進，但隨著波長和脈沖縮短所引發(fā)的新的加工技術(shù)的崛起，可以說激光加工技術(shù)現(xiàn)在已進入了第二代。
（2）第二代激光加工技術(shù)
傳統(tǒng)的加工用激光主要使用CO2激光、YAG激光基波以及準(zhǔn)分子激光等。這些激光都在實現(xiàn)高功率化，裝置的性能也在不斷提高。近10年來，二極管激光已實現(xiàn)了陣列化、存儲?；透吖β驶?，使直接使用激光進行加工成為可能，而高功率化又使高速加工成為可能。與此相比，第二代新型激光加工使用由YAG基波、鈦藍寶石等形成的超短脈沖激光、由YAG高次諧波形成的短波長激光、KrF準(zhǔn)分子激光等，使利用紫外光進行加工成為可能（多用于微細孔加工、開槽加工和表面改性等）。加工對象和材料也擴大到各種金屬和硅、聚合物、玻璃、陶瓷等非金屬材料，以及鋁、鈦、鎂等有色金屬薄膜。激光加工已從大件加工擴展到微細加工，其應(yīng)用范圍還在繼續(xù)擴大。
（3）激光加工的發(fā)展動向
在歐美，對材料加工進行理論性研究、開發(fā)新的加工概念以及各種基礎(chǔ)性探索方興未艾。飛秒級超短脈沖激光等的應(yīng)用雖然蘊藏著無限的可能性，但從短期來看，快速實現(xiàn)高功率化仍然可望而不可及?？梢灶A(yù)期，激光與材料表層的相互作用將是今后激光加工的應(yīng)用重點。從這個意義上來講，將激光應(yīng)用于表面處理和表面改性是zui值得期待的領(lǐng)域之一。
另一方面，在生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)用激光加工技術(shù)的實用化研究也在如火如荼地開展，其中既有提高激光加工效率以獲得高生產(chǎn)效益的研究、激光高精度控制技術(shù)的開發(fā)、激光發(fā)生裝置的高性能化、準(zhǔn)確控制激光的光學(xué)技術(shù)，也有包括軟件和機器人等硬件在內(nèi)的加工控制技術(shù)等，這些研究正致力于開發(fā)能將激光加工理論確實變?yōu)樯a(chǎn)手段的共性基礎(chǔ)技術(shù)。
激光厚板加工技術(shù)也在快速發(fā)展。應(yīng)用于機床等的工業(yè)用激光技術(shù)的開發(fā)也十分活躍。以德國為中心，開發(fā)出了用于汽車工業(yè)的“遠距離激光”、“掃描射線”等新的激光焊接方法。
（4）激光加工的未來
在加工技術(shù)日新月異的發(fā)展中，要開發(fā)新技術(shù)，就必須對各種加工現(xiàn)象、對加工性能有影響的各種因素的相互關(guān)系、加工現(xiàn)場激光與材料的相互作用等有透徹的了解，為此需要從多方面進行跨學(xué)科的探索。
因為激光的加工手段是光能，因此需要進行“光管理”，從光的發(fā)生到傳送、聚光等，都必須正確掌握和管理光的特性。隨著模擬技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)的進一步智能化，有可能實現(xiàn)更加準(zhǔn)確的計算機預(yù)測。
出于經(jīng)濟性和加工效率的考慮，現(xiàn)有的各種激光發(fā)生裝置將會在用途上有所限定，一些低效率的裝置將會被逐漸淘汰。雖然現(xiàn)在流行的各種激光加工技術(shù)五花八門，但在加工用途上，應(yīng)該說波長選擇的時代即將來臨。在不久的將來，“飛秒加工”等目前尚處于萌芽性的研究將逐步變?yōu)閷嵱没芯浚踔劣幸徊糠謱V泛應(yīng)用于生產(chǎn)實際。
激光加工技術(shù)的發(fā)展需要“光發(fā)生技術(shù)”、“光控制技術(shù)”和“光利用技術(shù)”的強有力支持，激光加工是這些技術(shù)相互作用的拓展，并在很大程度上與這些技術(shù)相互依存和相互影響。激光技術(shù)潛在可能性之廣闊將通過新的激光不斷涌現(xiàn)而得以進一步顯現(xiàn)。加工技術(shù)雖然樸實無華，但貴在持續(xù)，新的發(fā)展寓于其持續(xù)性上。蘊藏著極大可能性的激光加工技術(shù)對于生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。