激光束，電子束，等離子束金屬成形技術(shù)對(duì)比

激光束       激光是一種強(qiáng)度高、方向性好、單色性好的相干光。由于激光的發(fā)散角小和單色性好，理論上可以聚焦到尺寸與光的波長(zhǎng)相近的(微米甚至亞微米)小斑點(diǎn)上，加上它本身強(qiáng)度高，故可以使其焦點(diǎn)處的功率密度達(dá)到107～1011  W/cm2，溫度可達(dá)10 000℃以上。
       在這樣的高溫下，任何材料都將瞬時(shí)急劇熔化和汽化，并爆炸性地高速?lài)娚涑鰜?lái)，同時(shí)產(chǎn)生方向性很強(qiáng)的沖擊。因此，激光加工是工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生高溫熔融和受沖擊波拋出的綜合過(guò)程。

激光加工的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

• (1) 幾乎對(duì)所有的金屬和非金屬材料都可以進(jìn)行激光加工。
• (2) 激光能聚焦成極小的光斑，可進(jìn)行微細(xì)和精密加工，如微細(xì)窄縫和微型孔的加工。
• (3) 可用反射鏡將激光束送往遠(yuǎn)離激光器的隔離室或其它地點(diǎn)進(jìn)行加工。
• (4) 加工時(shí)不需用刀具，屬于非接觸加工，無(wú)機(jī)械加工變形。
• (5) 無(wú)需加工工具和特殊環(huán)境，便于自動(dòng)控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變形小。
• (6)價(jià)格昂貴。
  

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電子束
        電子束加工的原理是利用高速電子的沖擊動(dòng)能來(lái)加工工件的，在真空條件下，將具有很高速度和能量的電子束聚焦到被加工材料上，電子的動(dòng)能絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使材料局部瞬時(shí)熔融、汽化蒸發(fā)而去除。

電子束加工的特點(diǎn)如下：

• (1) 電子束能夠極其微細(xì)地聚焦(可達(dá)l～0.1 μm)，故可進(jìn)行微細(xì)加工。
• (2) 加工材料的范圍廣。由于電子束能量密度高，可使任何材料瞬時(shí)熔化、汽化且機(jī)械力的作用極小，不易產(chǎn)生變形和應(yīng)力，故能加工各種力學(xué)性能的導(dǎo)體、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料。
• (3) 可通過(guò)磁場(chǎng)或電場(chǎng)對(duì)電子束的強(qiáng)度、位置、聚焦等進(jìn)行控制，所以整個(gè)加工過(guò)程便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
• (4)  電子束的能量密度高，加工效率很高。
• (5) 加工在真空中進(jìn)行，污染少，加工表面不易被氧化。
• (6) 電子束加工需要整套的專(zhuān)用設(shè)備和真空系統(tǒng)，價(jià)格較貴，故在生產(chǎn)中受到一定程度的限制。
• (7) 電子束加工需要一套專(zhuān)用設(shè)備和真空系統(tǒng)，價(jià)格昂貴。
  

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等離子束
        離子束加工加工 它的加工原理與電子束加工原理基本類(lèi)似，也是在真空條件下，將離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)過(guò)加速、聚焦后投射到工件表面的加工部位以實(shí)現(xiàn)加工的。所不同的是離子帶正電荷，其質(zhì)量比電子大數(shù)千倍乃至數(shù)萬(wàn)倍，故在電場(chǎng)中加速較慢，但一旦加至較高速度，就比電子束具有更大的撞擊動(dòng)能。離子束加工是靠微觀機(jī)械撞擊能量轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行的。

離子束加工有如下特點(diǎn)：

• (1) 離子束加工是目前特種加工中最精密、最微細(xì)的加工。離子刻蝕可達(dá)納米級(jí)精度，離子鍍膜可控制在亞微米級(jí)精度，離子注入的深度和濃度亦可精確地控制。
• (2) 離子束加工在高真空中進(jìn)行，污染少，特別適宜于對(duì)易氧化的金屬、合金和半導(dǎo)體材料進(jìn)行加工
• (3) 離子束加工是靠離子轟擊材料表面的原子來(lái)實(shí)現(xiàn)的，是一種微觀作用，所以加工應(yīng)力和變形極小，適宜于對(duì)各種材料和低剛件零件進(jìn)行加工。
• (4) 成本相對(duì)不是那么昂貴，應(yīng)用范圍廣泛。
  

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