經過近四十年的發展,隨著激光加工技術日趨成熟和激光器成本逐漸下降,被公認是“二十一世紀最有發展潛力的先進制造技術之一”,更是符合航天結構件輕量化、復雜化、精密化、高效化的加工制造要求。

隨著激光加工技術應用研究的不斷深入以及航天多型號產品任務的嶄新需求,激光焊接、激光切割、激光增材制造、激光表面工程等典型激光技術在航天結構件中不斷實現工程化應用和豐富發展。
激光焊接
激光焊接是航天領域應用最為成熟的技術,形成了一系列特點鮮明、優勢顯著的技術能力。如:航天大尺寸復雜同種或異種材料光纖激光焊接技術,涵蓋了鈦合金、不銹鋼、鋁合金等輕合金材料;實現了鈦合金蒙皮骨架結構激光焊接技術、薄壁不銹鋼結構激光焊接技術的工程化應用;鈦合金蒙皮骨架結構激光焊接技術成功用于多系列產品的研制,整體技術達到了國內先進水平。

同時,激光電弧復合焊接技術也已成為航天中厚壁高強鋼結構件制造的優勢技術。激光增材制造技術在近20多年已得到快速發展,它以結構功能一體化設計制造、短周期、近終形、無模具、無刀具等技術優勢成為復雜構件快速制造的先進制造手段。在國內航天領域,應用SLM成形技術制造的部分零件甚至關鍵結構件,已初步進入試驗驗證階段,正朝著工程化應用邁進。
激光切割
激光切割具備切割效率高、切割質量好(切口寬度窄、熱影響區小、切口光潔) 和強大的柔性加工能力(可隨意切割任意形狀) 等優點。因此,面向多厚度鈦合金、不銹鋼、鋁合金材料的光纖激光切割技術在航天結構件下料成形制造中不斷地研究發展并應用。

目前我國航天事業進入了高密度、快速發射的蓬勃時期,航天產品激光切割參數選用、切割過程控制的人工參與度仍較高,經驗因素占比大,難以滿足航天產品多型號的快速響應敏捷制造目標。
激光切割加工過程智能化程度仍需進一步提高,通過對工藝過程、零件制造質量等信息的采集以及工藝知識庫對所采集信息的統計分析,進一步優化下一階段零件的加工工藝,提升切割工藝決策智能化;通過三維在線高精度測量系統、各類自適應控制系統、自動化執行機構等有機建成閉環智能制造系統,達到零件制造狀況的即時、優化響應,提升切割過程控制智能化。
小 結
隨著激光器、激光加工裝備、信息化技術的持續革新,未來激光加工技術將沿著工藝復合化、過程智能化等方向深入融合發展,適應全球智能集成制造的發展需求。