激光束，电子束，等离子束金属成形技术对比

激光束       激光是一种强度高、方向性好、单色性好的相干光。由于激光的发散角小和单色性好，理论上可以聚焦到尺寸与光的波长相近的(微米甚至亚微米)小斑点上，加上它本身强度高，故可以使其焦点处的功率密度达到107～1011  W/cm2，温度可达10 000℃以上。
       在这样的高温下，任何材料都将瞬时急剧熔化和汽化，并爆炸性地高速喷射出来，同时产生方向性很强的冲击。因此，激光加工是工件在光热效应下产生高温熔融和受冲击波抛出的综合过程。

激光加工的特点主要有以下几个方面：

• (1) 几乎对所有的金属和非金属材料都可以进行激光加工。
• (2) 激光能聚焦成极小的光斑，可进行微细和精密加工，如微细窄缝和微型孔的加工。
• (3) 可用反射镜将激光束送往远离激光器的隔离室或其它地点进行加工。
• (4) 加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形。
• (5) 无需加工工具和特殊环境，便于自动控制连续加工，加工效率高，加工变形和热变形小。
• (6)价格昂贵。
  

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电子束
        电子束加工的原理是利用高速电子的冲击动能来加工工件的，在真空条件下，将具有很高速度和能量的电子束聚焦到被加工材料上，电子的动能绝大部分转变为热能，使材料局部瞬时熔融、汽化蒸发而去除。

电子束加工的特点如下：

• (1) 电子束能够极其微细地聚焦(可达l～0.1 μm)，故可进行微细加工。
• (2) 加工材料的范围广。由于电子束能量密度高，可使任何材料瞬时熔化、汽化且机械力的作用极小，不易产生变形和应力，故能加工各种力学性能的导体、半导体和非导体材料。
• (3) 可通过磁场或电场对电子束的强度、位置、聚焦等进行控制，所以整个加工过程便于实现自动化。
• (4)  电子束的能量密度高，加工效率很高。
• (5) 加工在真空中进行，污染少，加工表面不易被氧化。
• (6) 电子束加工需要整套的专用设备和真空系统，价格较贵，故在生产中受到一定程度的限制。
• (7) 电子束加工需要一套专用设备和真空系统，价格昂贵。
  

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等离子束
        离子束加工加工 它的加工原理与电子束加工原理基本类似，也是在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速、聚焦后投射到工件表面的加工部位以实现加工的。所不同的是离子带正电荷，其质量比电子大数千倍乃至数万倍，故在电场中加速较慢，但一旦加至较高速度，就比电子束具有更大的撞击动能。离子束加工是靠微观机械撞击能量转化为热能进行的。

离子束加工有如下特点：

• (1) 离子束加工是目前特种加工中最精密、最微细的加工。离子刻蚀可达纳米级精度，离子镀膜可控制在亚微米级精度，离子注入的深度和浓度亦可精确地控制。
• (2) 离子束加工在高真空中进行，污染少，特别适宜于对易氧化的金属、合金和半导体材料进行加工
• (3) 离子束加工是靠离子轰击材料表面的原子来实现的，是一种微观作用，所以加工应力和变形极小，适宜于对各种材料和低刚件零件进行加工。
• (4) 成本相对不是那么昂贵，应用范围广泛。
  

文章来源：微小网

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