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| 现代光制造技术－－先进制造技术 |
目前对光制造技术还没有统一的标准定义。一般讲，利用激光或各种途径产生的受激辐射作为能源（光源或热源），通过与物质的相互作用，按一定要求进行的加工或成形，统称为光制造。这里“光”主要指激光。自1990年第一台激光器问世以来，尤其近20年光制造技术已渗透到高新技术领域和产业，并开始取代或改造某些传统的加工行业。
－－光制造技术的优势
光制造技术与传统制造比的优势：光制造技术是一种符合可持续发展战略的绿色制造技术。例如：材料浪费少，在规模生产中制造成本低；在生产流程自动化，大规模制造中生产效率高；可接近或达到冷加工状态，实现常规技术不能执行的高精密制造；对加工对象的适应性强，且不受电磁干扰，对制造工具和生产环境的要求大大降低；噪声低；不产生任何有害的射线与残剩，生产过程对环境污染小等等。除此之外，光制造技术对一些特种材料、特殊场合、特别要求的加工制造方面优势更为突出。
－－特种材料特殊要求的焊接
激光焊接与大多数传统焊接方法相比，具有突出的优点。激光能量高度集中，加热、冷却过程及其迅速，对一些普通手段难以加工的如脆性大、硬度高或柔性强的材料，用激光很容易进行加工。另外，在激光焊接过程中无机械接触，易保证焊接部位不因热压缩而发生变形，还排出了无关物质落入焊接部位的可能；采用大焦深的激光系统，还可以实现特殊场合下的焊接。如远距离在线焊接、高精密防污染的真空环境焊接等；通过不发生材料表面蒸发的情况下熔化最大数量的物质，可达到高质量焊接。
－－特殊精度的加工制造
这里指的高精度除通常意义下的精确定位外，主要体现在材料内部热传导效应量级上的控制。激光可采用连续和脉冲方式输出。激光的脉冲式辐射为高精度的加工制造提供了无与伦比的优势。以固体的钻孔与切割为例，激光能量集中以及加热、冷却速度快，可实现传统技术难以达到的要求。更为突出的是，通过脉冲式激光辐射可达到接近“冷”加工的化学动力过程。一方面，选择脉冲的时间宽度，使得材料内的热传导过程和热化学反应来不及发生。另一方面，通过控制激光功率密度和脉冲计数，按要求达到确定的去除深度，实现高精度的“点”去除加工。
－－加工制造
激光微细加工技术最成功的应用是在20世纪后半叶发展起来的微电子学领域、在精密光学仪器的制造、高密度信息的写入存储、生物细胞组织的医疗等。选择适当波长的激光，通过各种优化工艺和逼近衍射极限的聚焦系统，获得高光束质量、高稳定性、微小尺寸焦斑的输出。利用“光刀”进行高密微痕的刻制、高密度信息的直写；利用光阱的“力”效应，进行微小透明球状物的夹持（精密光刻）和控制，实现高保真道标；利用光阱的“束缚力”对生物细胞执行移动（生物光镊）和微细零部件的光制造等等。
－－在制造业的应用
在微细机械零部件的光制造方面，已成为未来高新技术前期研究的热点。德国利用激光切割出56μm的不锈钢微型弹簧。日本采用激光技术制造出微米量级的三维“纳米牛”。北京工业大学激光工程研究院应用准分子激光通过掩模方法，已加工出直径分别为10齿/50μm和108齿/500μm的微型齿轮。由于激光输出的可控制性，因此制造过程能通过软件实行自动化流程的智能控制。实现高效的、智能化的光制造。例如：汽车车身覆盖件的三维定位切割、车身骨构架的焊接、齿轮盘及其它零部件的焊接等，已形成激光加工、焊接生产线，使原来的每天加工1440辆汽车增加到现在的每秒加工1辆的生产速度。欧洲已开始将激光焊接技术应用于空中客车的制造。
－－激光微制造技术将成为新世纪高新技术的主流
在工业化时代，世界各地均已制造大型机器而自豪。在信息时代，各先进工业国家致力于微观物质的研究，制造越来越小的机械。而进入纳米科技时代，为了适应国防、航空航天、医学和生物工程等方面的发展需要，20世纪80年代后期，微机械技术得到蓬勃发展。微机械技术是多科学的集成，即把电子学、微光学、微机械以及传感器、执行器的信号处理单元集成在一起的微纳米制造和微系统技术。目前，被广泛看好的两大领域即信息与生命科学。可以想象，微纳米制造技术与功能微系统将是21世纪高新技术与产业的里程碑，其发展将使人类在认识和改造自然力上达到一个新的高度，导致人类生活和社会物质文明以及科学技术的巨大变革。 |
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