1. 激光加熱輔助加工的應(yīng)用
加熱切削(heat cutting)迄今為止已有近一個(gè)世紀(jì)的歷史，加熱方法包括電加熱、火焰加熱、等離子加熱、激光加熱以及特殊光源加熱等，早期多使用電加熱或火焰加熱。
φ20x200mm氧化鋯陶瓷棒
2 . 陶瓷材料激光輔助車削與磨削
常溫下在車床上切削陶瓷產(chǎn)品只能使用PCD或PVD刀具，由于加工時(shí)氣孔和瑕疵引起的沖擊振動(dòng)極易使刀具崩刃或非正常磨損，刀具壽命極低，因此幾乎無人用這種方法加工陶瓷。
因此，要想從根本上改變陶瓷的加工現(xiàn)狀，必須要在加工方法上有新的突破。關(guān)鍵是要改變陶瓷材料加工時(shí)的硬脆特性，即變脆性切削為塑性切削。一般的加熱方法受到陶瓷材料性能的制約，如陶瓷的絕緣性使得與電加熱無緣。火焰加熱溫度較低，能量密度不夠。
等離子體加熱對(duì)陶瓷材料存在一定難度，由于陶瓷工件不導(dǎo)電無法直接充當(dāng)陰極，只能用其他方法引弧，若使用非轉(zhuǎn)移弧加熱，熱流密度不夠。加工陶瓷涂層勉強(qiáng)能實(shí)現(xiàn)，但對(duì)結(jié)構(gòu)陶瓷來說，還需大大增加等離子源的功率密度。
電子陶瓷激光加熱有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
(1)功率密度高達(dá)108~1010W?cm-2，加熱速度極快，足以對(duì)任何陶瓷材料實(shí)現(xiàn)高速切削條件下的塑性加工；
(2)陶瓷盤激光光斑可聚焦到微米量級(jí)，熱影響區(qū)小；
(3)輸出功率可調(diào)，可根據(jù)不同工件材料對(duì)加熱溫度和光斑直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)。
當(dāng)先進(jìn)陶瓷應(yīng)用于航空、航天和國(guó)防等工業(yè)部門時(shí)，對(duì)表面質(zhì)量的要求較高，特別是為了保證其強(qiáng)度，必須盡可能地減少表面微裂紋、裂縫等缺陷。為了保證加工質(zhì)量，還必須對(duì)其表面粗糙度實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。而且由于表面粗糙度與刀具磨損、斷裂以及加工系統(tǒng)的自激振蕩等密切相關(guān)，因此可以通過在線檢測(cè)表面粗糙度來檢定磨削條件，防
止零件出現(xiàn)表面振紋、燒傷、裂紋等。在線檢測(cè)是激光檢測(cè)系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，不用把加工工件卸離機(jī)床就可以測(cè)出表面粗糙度，這種方法也可以用來去除砂輪表面黏結(jié)物，其基本原理是通過激光照射使砂輪表面的黏結(jié)物蒸發(fā)去除。選擇合理的工藝參數(shù)，能保證在蒸發(fā)黏結(jié)物的同時(shí)不影響基體與磨粒。另外，還可以在線實(shí)時(shí)檢測(cè)高速砂輪的
磨粒磨損狀況，大限度地延長(zhǎng)金剛石砂輪的耐用度與壽命。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光檢測(cè)技術(shù)將會(huì)獲得更廣泛的應(yīng)用。
加熱切削(heat cutting)迄今為止已有近一個(gè)世紀(jì)的歷史，加熱方法包括電加熱、火焰加熱、等離子加熱、激光加熱以及特殊光源加熱等，早期多使用電加熱或火焰加熱。
φ20x200mm氧化鋯陶瓷棒
2 . 陶瓷材料激光輔助車削與磨削
常溫下在車床上切削陶瓷產(chǎn)品只能使用PCD或PVD刀具，由于加工時(shí)氣孔和瑕疵引起的沖擊振動(dòng)極易使刀具崩刃或非正常磨損，刀具壽命極低，因此幾乎無人用這種方法加工陶瓷。
因此，要想從根本上改變陶瓷的加工現(xiàn)狀，必須要在加工方法上有新的突破。關(guān)鍵是要改變陶瓷材料加工時(shí)的硬脆特性，即變脆性切削為塑性切削。一般的加熱方法受到陶瓷材料性能的制約，如陶瓷的絕緣性使得與電加熱無緣。火焰加熱溫度較低，能量密度不夠。
等離子體加熱對(duì)陶瓷材料存在一定難度，由于陶瓷工件不導(dǎo)電無法直接充當(dāng)陰極，只能用其他方法引弧，若使用非轉(zhuǎn)移弧加熱，熱流密度不夠。加工陶瓷涂層勉強(qiáng)能實(shí)現(xiàn)，但對(duì)結(jié)構(gòu)陶瓷來說，還需大大增加等離子源的功率密度。
電子陶瓷激光加熱有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
(1)功率密度高達(dá)108~1010W?cm-2，加熱速度極快，足以對(duì)任何陶瓷材料實(shí)現(xiàn)高速切削條件下的塑性加工；
(2)陶瓷盤激光光斑可聚焦到微米量級(jí)，熱影響區(qū)小；
(3)輸出功率可調(diào)，可根據(jù)不同工件材料對(duì)加熱溫度和光斑直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3 . 激光檢測(cè)加工表面
當(dāng)先進(jìn)陶瓷應(yīng)用于航空、航天和國(guó)防等工業(yè)部門時(shí)，對(duì)表面質(zhì)量的要求較高，特別是為了保證其強(qiáng)度，必須盡可能地減少表面微裂紋、裂縫等缺陷。為了保證加工質(zhì)量，還必須對(duì)其表面粗糙度實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。而且由于表面粗糙度與刀具磨損、斷裂以及加工系統(tǒng)的自激振蕩等密切相關(guān)，因此可以通過在線檢測(cè)表面粗糙度來檢定磨削條件，防
止零件出現(xiàn)表面振紋、燒傷、裂紋等。在線檢測(cè)是激光檢測(cè)系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，不用把加工工件卸離機(jī)床就可以測(cè)出表面粗糙度，這種方法也可以用來去除砂輪表面黏結(jié)物，其基本原理是通過激光照射使砂輪表面的黏結(jié)物蒸發(fā)去除。選擇合理的工藝參數(shù)，能保證在蒸發(fā)黏結(jié)物的同時(shí)不影響基體與磨粒。另外，還可以在線實(shí)時(shí)檢測(cè)高速砂輪的
磨粒磨損狀況，大限度地延長(zhǎng)金剛石砂輪的耐用度與壽命。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光檢測(cè)技術(shù)將會(huì)獲得更廣泛的應(yīng)用。
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本文“陶瓷加工中激光技術(shù)的新應(yīng)用新發(fā)現(xiàn)（圖）”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2020-05-15 16:45:07
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