第5章_高能束加工

第5章高能束加工基本内容激光加工激光加工的原理和特点；激光加工的基本设备;加工工艺及应用.电子束加工电子束加工的基本原理;设备及其应用.离子束加工加工的基本原理;设备及应用激光加工（LaserBeamMachining，简称LBM）、离子束加工（IonBeamMachining，简称IBM）、电子束加工（ElectronBeamMachining，简称EBM）是新兴发展起来的特种加工技术。1949年德国首次在0.5mm不锈钢板上加工出0.2mm的小孔；1957年法国研究出第一台电子束加工设备；1960年美国第一台固体激光器。1961年我国在长春研究成功红宝石激光器。5.1概述5.2离子束加工5.2离子束加工加工1.离子束加工的基本原理在真空条件下，将惰性气体由离子经过电场加速,获得具有一定速度的离子束在经过聚束和聚焦投射到材料表面,以其动能轰击工件表面，产生撞击效应、溅射和注入效应,这就是离子束加工的物理基础.5.1离子束加工5.1离子束加工离子碰撞过程：当入射离子碰到工件表面时，撞击原子、分子发生能量交换。离子失去的部分能量传给工件表面的原子、分子，当能量足够大时，使它们从基体材料中分离出来，由此产生工件材料的溅射。剩余的能量转变为材料晶格的振动。同时入射离子与原子、分子进行能量交换，可以是一次或者多次碰撞。物理过程离子碰撞过程模型图被排斥Ar离子回弹溅射原子位移原子格点间停留离子一次溅射原子Ar离子二次溅射原子Ar离子格点置换离子位移原子工件表面工件真空5.1离子束加工离子束加工与经过聚焦加速后，靠离子打击加工件的动能，或将工件的原子撞击出来(撞击效应)，或将靶材的原子撞出后飞溅沉积到工件表面上（溅射效应），或直接将离子束中的离子打入工件表层之内(注入效应)。可实现对材料的“毫微米级”或“原子级加工”。碰撞效果5.1离子束加工2.加工设备5.1离子束加工离子束加工设备主要有：离子源（离子枪）、真空系统、控制系统和电源系统。离子源的工作原理：气体被注入到电离室、然后使其放电，电子与气体原子发生碰撞使其电离，从而得到等离子体。采用一个相对等离子体为负电位的电极，将正离子由等离子体中引出，而后使其加速射向工件或者靶材。等离子体：多种离子的集合体。5.1离子束加工3.离子束加工的特点⑴是一种精密微细的加工方法。可控性好，是所有现代加工方法中最精密、最微细的加工方法。⑵在高真空中进行，污染少，尤其适宜对易氧化的金属、合金材料和高纯度半导体材料的加工。材料加工表面不氧化.⑶非接触式加工，不会产生应力和变形,宏观压力小，加工中产生应力、变形也小，不但加工工件表面质量高，而且对材料适应性强。(4)电子束加工需要一整套专用设备和真空系统，设备成本高，加工效率低，应用范围受限。5.1离子束加工4.离子束加工的分类和应用可以实现精密、微细及光整加工，尤其是亚微米至纳米级精度的加工，可将材料的原子一层层地铣削下来，使工件加工的精度、表面粗糙度的控制近乎极限。可以较好地实现材料的表面改性处理，使用离子束还可以向工件表面进行离子溅射沉积和离子镀膜加工。一台设备离子束加工，既可用于加工，又可用于蚀刻、熔化、热处理、焊接等。5.1离子束加工4.1离子束加工的分类　　离子束加工方式包括离子蚀刻、离子镀膜及离子溅射沉积和离子注入等。离子束加工依其目的可以分为蚀刻及镀膜两种。　　蚀刻又可在分为溅散蚀刻和离子蚀刻两种。　　离子在电浆产生室中即对工件进行撞击蚀刻，为溅散蚀刻。　　产生电子使以加速之离子还原为原子而撞击材料进行蚀刻为离子蚀刻。5.1离子束加工◎将被加速的离子聚焦成细束，射到被加工表面上。被加工表面受“轰击”后，打出原子或分子，实现分子级去除加工。离子束溅射去除加工惰性气体入口阴极中间电极电磁线圈阳极控制电极绝缘子引出电极离子束聚焦装置摆动装置工件三坐标工作台图离子束去除加工装置◎加工装置见右图。三坐标工作台可实现三坐标直线运动，摆动装置可实现绕水平轴的摆动和绕垂直轴的转动。4.2离子束工加工的应用：5.1离子束加工◎离子束溅射去除加工可用于非球面透镜成形（需要5坐标运动），金刚石刀具和冲头的刃磨（见下图），大规模集成电路芯片刻蚀等。图离子束加工金刚石制品离子束离子束r=0.01μm预加工终加工a)金刚石压头r=0.01μm离子束离子束预加工终加工b)金刚石刀具◎离子束溅射去除加工可加工金属和非金属材料。5.1离子束加工离子蚀刻加工　　当所带能量为0.1～5keV、直径为十分之几纳米的的氩离子轰击工件表面时，此入射离子的动量传递到工件表面的原子，传递能量超过了工件表面原子（或分子）间的镀合力时，材料表面的原子（或分子）就从工件表面撞击逐个溅射出来，以达到刻蚀加工目的。这种加工本质上属于一种原子尺度的切削加工，通常又称为离子铣削。　5.1离子束加工在离子源中，惰性气体氩（压强为1～10帕）被电离而形成等离子体，引出加速系统是一组具有不同电位的多孔栅极，用来抑制电子并引出离子束。在引出加速系统和靶面之间有一个热灯丝中和器，它发射电子使离子束中和，从而避免正离子轰击绝缘体表面产生电荷积累，减小正离子空间电荷的发散作用，使离子束的均匀性得到改善。5.1离子束加工靶可以倾斜和旋转。靶的倾斜是为了改变离子束轰击基片的角度，以控制刻蚀图形侧壁的倾斜角度和改变刻蚀速率。靶的旋转则可以改善刻蚀的均匀性。在离子束刻蚀机中，决定刻蚀特性的主要参量是离子束的电流密度，离子能量和离子束轰击基片的角度。5.1离子束加工该种方法是一种微细加工，可完成多种加工。如加工致薄材料镍箔，可加工出直径为20的孔；在厚度为0.04-0.3的钽、铜、金、铝、铬、银等薄膜上加工直径为30-10d的孔。离子蚀刻用于加工陀螺仪空气轴承和动压马达上的沟槽、加工极薄材料及超高精度非球面透镜。分辨率高，精度、重复一致性好。　离子束蚀刻应用的另一个方面是蚀刻高精度图形，如集成电路、光电器件和光集成器件等征电子学构件。太阳能电池表面具有非反射纹理表面。　离子束蚀刻还应用于减薄材料，制作穿透式电子显微镜试片。5.1离子束加工离子束镀膜加工　　离子束镀膜加工有溅射沉积和离子镀两种形式。A.离子溅射沉积采用能量为0.1～5keV的氩离子轰击某种材料制成的靶材，将靶材原子击出并令其沉积到工件表面上并形成一层薄膜。实际上此法为一种镀膜工艺。5.1离子束加工B.离子镀膜离子镀膜一方面是把靶材射出的原子向工件表面沉积，另一方面还有高速中性粒子打击工件表面以增强镀层与基材之间的结合力（可达10～20MPa），此法适应性强、膜层均匀致密、韧性好、沉积速度快，目前已获得广泛应用。5.1离子束加工离子镀覆时工件不仅接受靶材溅射来的原子，同时还受到离子的轰击，这使离子镀覆有许多独特的优点：镀覆面积大(所有被暴露在外的表面均能被镀覆)、镀膜附着力强、膜层不易脱落、提高或改变材料的使用性能。可在金属或非金属、各种合金、化合物、某些合成材料、半导体材料、高熔点材料均可镀覆，使用广泛，如工具上覆盖高硬度的碳化钛、可以大大提高其使用寿命。钢的表面热处理，进行离子氮化，以强化表面层，可以大大提高耐磨性。离子束镀膜技术可用于镀制润滑膜、耐热膜、耐磨膜、装饰膜和电气膜等。离子束装饰膜。离子束镀膜代替镀铬硬膜，可减少镀铬公害。提高刀具的寿命。5.1离子束加工离子注入用5～500keV能量的离子束，直接轰击工件表面，由于离子能量相当大，可使离子钻进被加工工件材料表面层，改变其表面层的化学成分，从而改变工件表面层的机械物理性能。此法不受温度及注入何种元素及粒量限制，可根据不同需求注入不同离子（如磷、氮、碳等）。注入表面元素的均匀性好，纯度高，其注入的粒量及深度可控制，但设备费用大、成本高、生产率较低。5.1离子束加工离子注入是将所需要的元素进行电离，并进行加速，把离子直接注入工件表面，它不受热力学限制，可以注入任何离子，且注入量可以精确控制，注入的离子是固溶在工件材料中，含量可达10%-40%，注入深度可达l甚至更深。离子注入是半导体参杂的一种新工艺，在国内外都很普遍。已广泛应用于微波低噪声晶体管、雪崩管、场效应管、太阳能电池、集成电路等制造中。5.3电子束加工加工1.电子束加工的基本原理真空条件下，由电子枪旁热阴极发射的电子，在高电压（80-200kV）强电场作用下被加速到很高的速度（1/2-1/3光速），然后通过电子透镜聚焦和加速形成高能量密度(106-109W/mm2)的沿电场强度相反方向形成高速电子束。当电子束冲击到工件时，在极短的时间内使受冲击部位的温度升高到几千摄氏度以上，使材料瞬间熔化或汽化，达到去除材料和添加材料的目的.5.3电子束加工5.3电子束加工由于高能束流冲击工件表面时，电子的动能瞬间大部分转变为热能。由于光斑直径极小(其直径在微米级或更小)，在轰击处形成局部高温，可使被冲击部分的材料在几分之一微秒内，温度升高到几千摄氏度以上，使材料局部快速汽化、蒸发而实现加工目的。所以电子束加工是通过热效应进行的。电磁透镜实质上只是一个通直流电流的多匝线圈，其作用与光学玻璃透镜相似，当线圈通过电流后形成磁场。利用磁场，可迫使电子束按照加工的需要作相应的偏转。5.3电子束加工2.电子束加工设备电子束加工设备的基本结构如下图所示，它主要由电子枪、真空系统、控制系统和电源等部分组成。(教详细图见下页)1-发射阴极2-控制栅极3-加速阳极4-聚焦系统5-电子束斑点6-工件7-工作台5.3电子束加工电子枪、真空系统、控制系统、电源等部分。电子枪包括电子发射阴极、控制栅极和加速阳极等。阴极经过电流加热发射电子，带负电荷的电子高速飞向带高电位的阳极，在飞向阳极过程中经过加速极加速，又通过电磁透镜把电子束聚焦成很小的束斑。真空系统是为了电子束加工时维持一定的真空度，以避免电子与气体分子之间的碰撞，确保电子的高速运动。同时金属蒸气会影响电子发射，产生不稳定现象，也需将金属蒸汽抽出。5.3电子束加工控制系统：束流通断时间控制、束流强度控制、束流聚焦控制、束流位置控制、束流偏转控制、电磁透镜控制、工作台位置控制等。5.3电子束加工3.电子束加工特点及应用电子束加工的特点:⑴加工材料范围广泛，且与材料的强度无关。⑵能量密度很高、生产率很高。能达到107-109W/cm2，使照射部分的温度超过材料的熔化和汽化温度。加工速度快，效率非常高。能量使用率可高达90％。每分钟可在0.1mm厚的钢板上加工出3000个直径为0.2mm的孔。5.3电子束加工⑶束斑极小。由于电子束能够极其微细地聚焦，甚至聚焦到0.1μm，加工面积可以很小,能加工精微深孔、窄缝、半导体集成电路等，是一种精密微细的加工方法。可达到亚微米级宽度。⑷非接触加工。去除材料主要靠瞬时蒸发，是一种非接触式加工。不存在工具磨耗问题，无机械切削力作用，工件不易产生宏观应力和变形。5.3电子束加工(5)可控制性能好。亦可采用计算机进行控制。可以通过磁场或电场对电子束的强度、位置、聚焦等进行直接控制，可加工出斜孔、弯孔及特殊表面，便于实现自动化生产。位置控制精度能准确到0.1左右，强度和斑束尺寸可达到1%的控制精度。(6)在真空腔中进行，污染少，材料加工表面不氧化。特适用加工易氧化的金属及合金材料，以及纯度要求极高的半导体材料。5.3电子束加工(7)电子束加工需要一整套专用设备和真空系统，价格较贵。又由于有一定局限性，因此除了特定需要，一般为激光加工所代替。5.3电子束加工电子束加工的应用⑴高速打孔电子束打孔已在生产中实际应用。目前，电子束打孔的最小直径已达1μm。孔径在0.5-0.9mm时，其最大孔深已超过10mm，即孔深径比大于15∶1。打孔的速度主要取决于板厚和孔径，通常每秒可加工几十至几万个孔，而且有时还可以改变孔径。电子束打孔的孔径范围为0.02-0.003mm。5.3电子束加工不锈钢、耐热钢、宝石、陶瓷、玻璃等各种材料上的小孔、深孔。最小加工直径可达0.003mm，最大深径比可达10。像机翼吸附屏的孔、喷气发动机套上的冷却孔，此类孔数量巨大（高达数百万），且孔径微小，密度连续分布而孔径也有变化，非常适合电子束打孔，塑料和人造革上打许多微孔，令其象真皮一样具有透气性。5.3电子束加工（2）焊接电子束焊接是电子束加工技术中发展最快、应用最广的一种，已经成为工业生产中不可缺少的焊接方法。电子束焊接是利用电子束作为热源的一种焊接工艺，焊接过程不需要填充物(焊条)，焊接过程又是在真空中完成。因此焊缝中的化学成分纯净，焊接接头的强度往往高于母材。5.3电子束加工（3）热处理（实际上是表面热处理）电子束热处理也是把电子束作为热源，但适当控制电子束的功率密度，使金属表面加热而不熔化，达到热处理的目的。电子束热处理的加热速度和冷却速度都很高，在相变过程中，奥氏体化时间很短，只有几分之一秒乃至千分之一秒，奥氏体晶粒来不及长大，从而能获得一种超细晶粒组织，可使工件获得用常规热处理不能达到的硬度，硬化深度可达0.3-0.8mm。焊接时，可以在金属熔化区加入适当的元素，使焊接区形成合金层，从而得到比原来金属更好的物理力学性能。5.3电子束加工（4）刻蚀集成电子器件、集成光学器件、表面声波器以及微机械元器件的图形制作技术中，为制造多层固体组件，可用电子束刻出许多微细沟槽和孔。例如通过计算机自动控制，可以完成在硅片上加工2.5，深0.25的槽；在铜制滚筒上可以刻出直径为70-120，深度为5-40μm的凹坑。5.3电子束加工（5）加工形孔人造纤维的喷丝头形孔往往设计成各种异形截面，可利用脉冲电子束对图形扫描加工。（6）加工弯孔和曲面还可凭借偏转磁场的变化使电子束在工件内偏转方向加工出弯曲的孔加工出弯孔和曲面。电子束加工曲面、弯孔5.3电子束加工(7)光刻当使用低能量密度的电子束照射高分子材料时，将使材料分子链被切断或重新组合，引起分子量的变化即产生潜象，再将其浸入溶剂中将潜象显影出来。把这种方法与其它处理工艺结合使用，可实现在金属掩膜或材料表面上刻槽。(8)电子束切割可对各种材料进行切割，切口宽度仅有3～6μm。利用电子束再配合工件的相对运动，可加工所需要的曲面.5.3电子束加工离子束4.刻蚀（形成沟槽）5.沉积（形成电路）6.剥膜（去除光致抗蚀剂）3.显影、烘片（形成窗口）窗口2.曝光（投影或扫描）掩膜电子束图24电子束光刻大规模集成电路加工过程◆光刻加工（电子束光刻大规模集成电路）1.涂胶（光致抗蚀剂）氧化膜光致抗蚀剂基片5.3电子束加工5.4激光加工5.4激光加工一.激光加工的基本原理激光是20世纪60年代初出现的一种光源。“激光”（Laser,即LightAmplificationbystimulatedEmissionofRadiation的缩写）,意思是利用辐射受激得到的加强光。5.4激光加工光的现代量子理论，既光子学说认为：光是一种以光速运动的光子（有一定能量的粒子）流。激光也是一种光，他有光的一般性质(反射、折射、绕射及干涉），相对于普通光，激光还有强亮高（比白炽灯高2X1020倍）、单色性好、相干性好和方向性好的四大特性。根据这些特性将激光高度集中起来,聚焦成一个极小的光斑（直径＜1/100mm2,从而获得功率密度极高100,000kW/cm2)这就能提供足够的热量来熔化或汽化任何一种已知的高强度工程材料,故可进行非接触加工,适合各种材料的微细加工。1.激光概述5.4激光加工的基本原理原子由原子核和绕原子核转动的电子组成。原子的内能就是电子绕原子核转动的动能和电子被原子核吸引的位能之和。转动半径增大，内能也增大。电子只有在最靠近原子核的轨道上转动时才是最稳定的，设其能级为E1，称为基态。1)原子的能级和跃迁***基态原子的总能量最低。氢原子模型核+电子5.4激光加工的基本原理基态能级E1能级E2能级E3能级E5能级E8图4-氢原子的能级图激发态：外界作用使原子吸收能量，增加内能，扩大外层电子的轨道半径，被激发到高能级E2、E3、E4、…的原子。在激发态时，各种高能级的原子停留的时间（或寿命）一般都很短，常在0.01μs左右。5.4激光加工的基本原理跃迁：原子从高能级落到低能级的过程。***原子跃迁时的能量变化以光波的形式发射或吸收。5.4激光加工的基本原理有些原子或离子的高能级或次高能级却有较长的停留时间，这种停留时间较长的能级称为亚稳态能级。***具有亚稳态能级的激光材料：He—、CO2；Nd—、Cr+。2)自发辐射原子从高能态跃迁到低能态或基态而发光的过程。当原子从高能级跃迁回到低能级或基态时，常常会以光子的形式辐射出光能量，所放出光的频率与高能态En和低能态E1之差有如下关系：（5.1）式中:h——普朗克常数（h=6.6310-34J·s）。υ=(En–E1)÷h原子——返回时间：有早有晚；光子：四面八方；方向性很差激发能级：很多；单色性很差光的频率、波长：大小不一。***自发辐射是普通光源的发光机理。5.1.1激光加工的基本原理3)受激吸收处于低能级的原子，在频率为的入射光诱发下，吸收入射光的能量而激发到高能级的过程。4)受激辐射当一束光入射到具有大量激发态原子的系统中，若这束光的频率与(En–E1)÷h很接近，则处于激发态能级上的原子，在这束光的刺激下会跃迁到较低能级，并发出一束光，这一发光过程称为——。这束光与入射光有着完全相同的特性：频率、相位、传播方向以及偏振方向都完全一致。相当于把入射光放大了。5.1.1激光加工的基本原理5)粒子数反转平衡态下任意两个高低能级上的粒子数分布服从玻尔兹曼统计规律：（4.2）式中：n1、E1——低能级上的粒子数和该能级的能量；n2、E2——高能级上的粒子数和该能级的能量；T——平衡态时的绝对温度k——玻尔兹曼常数5.1.1激光加工的基本原理***高能级能量大于低能级能量.***在热平衡状态下，体系中高能级上的粒子数恒小于低能级上的粒子数。5.1.1激光加工的基本原理粒子数反转某些具有亚稳态能级结构的物质，在一定外来光子能量激发的条件下，会吸收光能，使处在较高能级（亚稳态）的原子（或粒子）数目大于处于较低能级（基态）的原子数目的现象。在热平衡状态下，体系受激吸收的几率恒大于受激辐射的几率，体系对光的吸收总是大于发射，对光起衰减作用。体系的受激辐射几率超过受激吸收几率，受激辐射占优势，对外界入射光的反应效果是总发射大于总吸收，体系具备放大功能，通过该体系的光将会得到放大。粒子数反转是实现激活和光放大的必要条件。5.1.1激光加工的基本原理6)激光的产生在粒子数反转的状态下，如有一束光子照射该物体，而光子的能量等于这两个能级相对应的能量差，这时就能产生受激辐射，输出大量的光能。5.1.1激光加工的基本原理3.激光加工机理5.1.1激光加工的基本原理4.激光加工的特点⑴加工方法多，适应性强。在同一台设备上可完成切割、打孔、焊接、表面处理等多种加工；并且可以分步加工也可几工位同时加工；可在大气中也可在真空中加工；可加工以往认为难加工的任何材料；能通过透明体进行加工，如对真空管内部进行焊接等。（2）加工精度高、质量好。光点小，功率密度高,能量高度集中，作用时间短；非接触式加工，热影响区小，且无机械变形，对精密小零件加工非常有利。（3）加工效率高，经济效益好。5.1.1激光加工的基本原理（4）节约能源与材料，无公害与污染。（不像电子束有射线）。不受电磁干扰。与电子束加工相比，不需要真空，也不需要X射线进行防护。因此装置也简单。（5）无刀具磨损及切削力影响的问题。不需要工具，所以不存在工具损耗和更换等到问题。（6）激光束易于聚焦、导向，便于自动化控制，工作性能良好。因为输出功率可调，所以可用于精密微细加工，加工速度极高，打一个孔只需0.001s;加工精度可达0.001mm;表面粗糙度Ra值0.4-0.1μm。5.1.1激光加工的基本原理二.激光加工系统的组成 激光加工机床如激光打孔机和激光切割机除具有一般机床所需有的支承构件、运动部件以及相应的运动控制装置外，主要应备有激光加工系统，它是由激光器、聚焦系统和电气系统三部分组成的。  1．激光器   激光器由激光光源、光泵、聚光器和谐振腔组成，应用于加工的激光器主要有：5.1.2激光加工系统的组成 激光器激光器主要有气体激光器CO2和固体激光器YAG两种。两者优缺点比较如下表所示。5.4激光加工激光器最重要的性能是输出功率和光束质量。从这两方面考虑，CO2激光器比YAG激光器具有很大优势，是目前深熔焊接主要采用的激光器，生产上应用大多数还处在1.5～6kW范围，但现在世界上最大的CO2激光器已达50kW。5.4激光加工1)YAG是固体激光中能发出最大功率的离子激光。YAG的结晶母材是由钇、铝和石榴石构成的，其中微量的钕离子刚起激光作用。YAG的激光波长为1.06μm，相当于二氧化碳气体激光波长的1/10。它的绿色的激光束可在脉冲或连续波的情况下应用，具有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效，也可用于切削、焊接和光刻等。5.4激光加工2）气体激光器 常用的工作物质有分子激光的二氧化碳（CO2）和离子激光的氩气（Ar），后者输出功率为25W，它的10ns级短脉冲，使热影响区小，用于半导体、陶瓷和有机物的高精度微细加工。而CO2激光器的功率在连续方式工作时可达45kW，脉冲式可达5kW，故在加工中应用最广。   5.4激光加工2.聚焦系统   其作用是把激光束通过光学系统精确地聚焦至工件上大放具有调节焦点位置和观察显示的功能。CO2激光器输出的是红外线，故要用锗单晶、砷化镓等红外材料制造的光学透镜才能通过。为减少表面反射需镀增速膜。二.激光加工系统的组成3．电气系统   电气系统包括激光器电源和控制系统两部分，其作用是供给激光器能量（固体激光器的光泵或CO2激光器的高压直流电源）和输出方式（如连续或脉冲、重复频率等）进行控制。此外，工件或激光束的移动大多采用CNC控制。   为了实现聚焦点位置的自动调整，尤其当激光切割的工件表面不平整时，需采用焦点自动跟踪的控制系统，它通常用电感式或电容式传感器来实时检测，通过反馈来控制聚焦点的位置，其控制精度的要求一般为±0.05～0.005mm。二.激光加工系统的组成4．激光加工设备的发展趋势数控化、综合化、小型化、组合化以及高重复性、高可靠性。1）数控化和综合化激光与先进的数控技术、光学系统结合，再与高精度的高精度、自动化的工件装卸、定位系统结合，研制、生产各种各种加工中心，已成为激光加工设备发展的一个重要趋势。特点是：自动化程度高，能完成多种加工，能加工多种材料和多种规格的产品。如：美国雷声公司研制的五坐标数控系统，可以切割、打孔和焊接。定位精度0.0125mm,重复精度2.5μm。再如：美国阿波罗公司生产的C02激光加工机，集打孔焊接、切割、划线、微调、动平衡为一体。2）小型化和组合化体积面积小，输出功率更高、功能更齐全。如：切割和冲压两种工艺结合组成激光冲床。它兼有激光切割多功能性和冲压加工的高效性的特点，以完成复杂外形、尖角、细小孔、成形、刻字、划线等工序。当加工批量大，工件形状简单，模具容易制造时采用冲压加工。反之采用激光切割。总之，发挥各自优点，达到加工能力和经济效益的统一。再如：激光车床、激光柔性制造系统等。3）高重复性和高可靠性继续提高激光的重复频率可进一步提高加工速度，（减少维护和检修、排除故障时间）可靠性高地长期使用。