66Основы лазерной технологии и области ее применения.

Лазер (оптический квантовый генератор) является источ­ником оптического когерентного, т.е. согласованного, излуче­ния, характеризующегося высокой направленностью и боль­шой плотностью энергии.

Принцип действия оптического квантового генератора осно­ван на искусственном стимулировании генерации светового из­лучения высокой мощности. При этом температура в точке при­ложения сфокусированного лазерного луча достаточна для пре­вращения в пар любого материала. Передаваемое при поглоще­нии лазерного излучения тепло приводит сначала к нагреву ве­щества, а затем — его плавлению и испарению. Дозируя опреде­ленным образом мощность лазерного излучения на поверхность обрабатываемого материала, можно реализовать практически любой температурно-временной режим нагрева, который и оп­ределяет вид технологической обработки.

Благодаря направленности и высокой концентрации энер­гии лазерного луча удается выполнять технологические опера­ции, вообще не осуществимые каким-либо другим методом.

Лазерная обработка имеет свои особенности и преимущес­тва:1)высокая концентрация подводимой энергии в питш нагрева и локальность обработки;2) возможность передачи энергии в виде светового луча на расстояние в любой оптически прозрачной среде;3)возможность регулирования параметров лазерной обра­ботки в широком интервале режимов;4) отсутствие затрат механических усилий на обработку ма­териала и независимость ее скорости от свойств материала;

Лазеры имеют сравнительно большие геометрические размеры; отличаются высокой энергоемкостью; сложны в изготовлении и эксплуатации.

В настоящее время разработаны следующие основные мето­ды лазерной обработки, различающиеся режимами проведения технологического процесса: лазерная термообработ­ка, лазерная поверхностная обработка, лазерная размерная об­работка, лазерная интенсификация химических реакций, ла­зерная сварка, измерительная лазерная технология.

67 Основы ультразвуковой технологии и области ее применения.

Ультразвуковой метод обработки относится к электрофизи­ческому воздействию на материал, и назван так потому, что частота воздействий соответствует диапазону неслышимых че­ловеческим ухом звуков с частотой 16—10⁵ кГц. При распрос­транении в материальной среде ультразвуковая волна перено­сит определенную энергию, которая может непосредственно ис­пользоваться в технологических процессах либо преобразовы­ваться в тепловую, химическую, механическую.

Энергия ультразвуковых волн во много раз больше перено­симой слышимыми звуками. При этом ультразвуковые колеба­ния сопровождаются рядом эффектов, которые могут быть ис­пользованы в качестве базовых для разработки различных про­цессов.

Энергия ультразвуковых волн применяется для механиче­ской обработки твердых и сверхтвердых материалов, удаления поверхностных пленок и т.д.

Благодаря энергии ультразвуковых волн (ультразвуку) по­лучают устойчивые эмульсии, не расслаивающиеся с течением времени. Ультразвук используется при получении однородных горючих смесей, сушке различных материалов, очистке воз­душных потоков и сточных вод от загрязняющих примесей, очистке металлических изделий от накипи и загрязнений, дега­зации жидкостей. В исследовательской пра­ктике ультразвук используется для обнаружения внутренних дефектов металлов, определения концентрации различных ве­ществ, непрерывного контроля над изменением их плотности и температуры. В последние годы ультразвук активно начал использоваться в медицине.

применение энергии ультразвуковых волн (ультразвука) позволяет разработать новые виды обработки ма­териалов, интенсифицировать и повысить эффективность про­текания различных процессов, обеспечить новые методы диаг­ностики и лечения в медицине и т.д.