激光加工技術在農(nóng)業(yè)機械制造中的發(fā)展和應用

李紅月

摘 要：自上世紀六十年代，激光技術作為一門高新技術應運而生，受到各行各業(yè)的廣泛關注和應用。現(xiàn)如今，在我國農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)，激光加工技術的應用尚不普遍。科學引入激光加工技術能夠使農(nóng)業(yè)機械的制造水平大幅度提升，使加工效率得到提高，因此需要在農(nóng)業(yè)機械制造中對激光加工技術積極推廣應用，從而滿足市場的需求。本文簡要介紹了激光加工技術應用的重要性，重點分析了幾種先進的激光加工技術，并對其在農(nóng)業(yè)機械制造中的應用進行了闡述，希望可以提高農(nóng)業(yè)機械制造現(xiàn)代化技術水平。

關鍵詞：激光加工技術；農(nóng)業(yè)機械制造；發(fā)展應用

所謂的激光加工技術，主要是采用高能密度激光束，使材料與激光束之間產(chǎn)生化學反應和物理反應，從而使物質(zhì)形態(tài)或性質(zhì)得以改變的材料加工技術。激光加工涉及多門學科，不僅包括物理、材料和電子，而且還涵蓋了機械、工程傳熱等，通過對激光、控制以及計算機應用等多項技術進行有效綜合，從而形成多種技術與學科交叉的先進制造技術。激光加工技術因其特有優(yōu)勢受到機械制造單位的廣泛應用，其不僅具有較小的熱影響區(qū)域、較高的加工精度以及較少的污染，而且具有非接觸作業(yè)、可選區(qū)加工等特點，同時其他制造方法在特定的加工環(huán)境下無法替代。所以，在許多行業(yè)中，激光加工技術都發(fā)揮著至關重要的作用。

1 激光加工技術應用的重要性

1、能夠提高農(nóng)機制造技術水平。目前在很多行業(yè)中，激光加工技術都已得到大力推廣，隨后也將廣泛應用于農(nóng)業(yè)機械制造中。但是農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)要從基礎做起，在對先進加工方法充分掌握的前提下，才能夠選擇正確的激光器使用方法和加工類型，從而使新技術的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，使傳統(tǒng)工藝得到進一步改進。激光加工技術具有較廣的技術涉及范圍，其中所覆蓋的現(xiàn)代科技成果包括材料技術、CAD技術、激光技術以及數(shù)控技術等。所以，在實施激光制造項目時，農(nóng)機企業(yè)必須對自身需求和條件進行認真分析，詳細咨詢先進機械企業(yè)，找到結(jié)合點，順利實現(xiàn)激光加工技術的應用。

2、能夠更好的服務農(nóng)機企業(yè)。在我國農(nóng)業(yè)制造中，尚未廣泛應用激光加工技術，主要原因在于不同程度的神秘感和偏見存在于激光技術的應用過程。與此同時，很多偏遠地區(qū)缺乏對激光技術的廣泛宣傳和實踐。所以，農(nóng)業(yè)企業(yè)如果能夠建立多功能激光加工中心，將先進的工業(yè)生產(chǎn)技術及激光科研成果應用于日常生產(chǎn)中，必定能夠為農(nóng)機企業(yè)提供便利的服務，從而使機械制造水平得到大幅提升。

3、能夠提升企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。近年來，隨著我國科技水平的不斷提升，大功率激光設備逐漸受到人們的關注，大功率激光器相比于其他加工設備，具有較低的成本價格，而且生產(chǎn)技術越來越成熟，因此激光加工技術受到眾多農(nóng)業(yè)機械加工企業(yè)的青睞。在農(nóng)業(yè)機械制造中，激光加工技術具備一定的外部條件。與此同時，我國快速發(fā)展的農(nóng)業(yè)工業(yè)化進一步提升了農(nóng)業(yè)制造企業(yè)的實力，農(nóng)業(yè)機械的制造水平大幅提升，產(chǎn)品的質(zhì)量也隨之越來越好，良好的內(nèi)部條件使激光加工技術能夠在農(nóng)業(yè)機械制造中發(fā)揮至關重要的作用。

2 激光加工技術在農(nóng)機制造中的應用

1、激光快速成型技術的應用。所謂的快速成型技術，主要指樣件或零件直接根據(jù)CAD模型快速生產(chǎn)的技術總稱。它集成了多種現(xiàn)代科技成果，其中包括材料技術、數(shù)控技術、CAD技術以及激光技術等。相比于傳統(tǒng)的制造方法，激光加工技術具有較高的互換性、較低的成本、較好的復制性以及較短的加工周期等特點，是先進制造的重要組成部分。激光快速成型技術的加工模式為非接觸作業(yè)，有效的解決了傳統(tǒng)加工的殘余力問題和工具更新問題，而且不需要切割，沒有任何噪聲，完全符合生態(tài)環(huán)境建設的要求。該技術能夠?qū)⒉牧峡焖偈┕こ尚停容^適合生產(chǎn)和開發(fā)單件零件。通過長期實踐可知，激光快速成型技術在應用后能夠降低50%的制造費用，縮短80%的加工周期，優(yōu)越性較為明顯。不過在農(nóng)業(yè)機械制造中，這一優(yōu)越性相對有限，主要原因在于原有的農(nóng)業(yè)制造企業(yè)過于依賴傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，對激光技術沒有充分的了解，從而導致使用率不高。在農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中，收獲機械、整地機械以及耕地機械都具有較為復雜的形狀，另外如水泵葉輪、送料螺旋以及犁體曲面等具有復雜的曲面，在生產(chǎn)過程中需要根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整。而傳統(tǒng)的機械加工技術很難達到理想的效果，但是通過激光快速成型集成技術的應用，不但能夠使新產(chǎn)品的開發(fā)周期大大縮短，而且能夠使開發(fā)成本有效降低，從而制造質(zhì)量也比傳統(tǒng)制造方法高很多。

2、激光表面強化和熱處理的應用。激光表面強化與熱處理技術作為新型材料的表面處理技術，主要是通過激光穿透能力強的特點加熱金屬表面，使其臨近熔點，隨后將溫度降低，其表面迅速奧氏體化，然后快速自冷淬火，有效強化金屬表面。我國在發(fā)展和補充傳統(tǒng)熱處理技術的情況下產(chǎn)生了激光熱處理，它能夠有效解決表面處理方法的材料強化問題。鑄層表層強度在經(jīng)過激光處理后，可達到HRC60以上，合金鋼和高碳鋼的表層強度在經(jīng)過激光處理后可超過HRC70，從而使其抗磨損、抗疲勞以及防氧化等性能得到提高，使其使用壽命得到延長。激光熱處理技術在犁、播種機以及中耕機等機器中應用的較為廣泛。農(nóng)用機器一般磨損較快，復雜的環(huán)境要求其具有較高的強度。通過激光硬化處理此類零件以后，其硬度會比常規(guī)淬火硬度高15%左右，激光合金化可將新材料按照要求加入其中，從而形成新合金層，使自身性能得到提升。另外，處理后的新材料可以有效提高機械的性能，能夠使用性能較低的基材，從而使基材的質(zhì)量有效減少。

3、激光切割技術的應用。在金屬加工領域，激光切割技術已得到廣泛應用。這種技術主要針對材料表面通過激光光束的高密度掃描，在短時間內(nèi)提升掃描部分的溫度，使該部分被千攝氏度的高溫所熔化，利用高壓氣體吹走熔化部分，將切割工作完成。該技術通過激光束的聚集能產(chǎn)生高能量確保完成工作任務，相比于一般加工方式而言，激光切割技術具有較大的優(yōu)點，其在金屬加工方面得到較普遍的應用，使金屬材料通過激光切割保持完整形態(tài)，從而有效縮短加工時間，使材料得到節(jié)約，使施工成本大幅降低，有效保障產(chǎn)品質(zhì)量，進一步提升工作效率。農(nóng)業(yè)機械制造在進行材料加工時，一般會使用較大厚度的金屬材料，傳統(tǒng)的加工方法很難滿足制作需求，而且加工后工件的精度無法保障。而對于較大厚度的金屬板，激光切割技術同樣具有較強的穿透力，不僅能夠提升工件的精度，而且可以降低材料成本，同時確保工件不變形。

3 結(jié)束語

綜上所述，近年來，隨著社會的不斷進步，我國快速發(fā)展的農(nóng)業(yè)工業(yè)化進一步增強了農(nóng)業(yè)制造企業(yè)的實力，對產(chǎn)品質(zhì)量有著越來越高的要求，在農(nóng)業(yè)機械制造中為激光加工技術的應用提供了內(nèi)部動力和條件。隨著我國對農(nóng)業(yè)政策的進一步支持，農(nóng)業(yè)機械制造將迎來全新的發(fā)展機遇，借助激光技術農(nóng)機制造的發(fā)展將得到突飛猛進的提升，從而進一步增強產(chǎn)品質(zhì)量，提升技術水平。

參考文獻

[1]黃曉紅，陳治明.新型產(chǎn)品表面激光處理控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].機床與液壓，2012，11（8）：321-322.

[2]王景成.激光加工技術在農(nóng)業(yè)機械制造中的應用[J].科技致富導向，2010，7（20）：234-235.

[3]胡俊舟，鮮光斌，許小寶，羅琳. 激光切割技術在沖壓行業(yè)中的應用和發(fā)展趨勢[J]. 模具制造. 2012（09）

[4] 左鐵釧，陳虹. 21世紀的綠色制造——激光制造技術及應用[J].機械工程學報. 2010（10）