ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ - ТЕХНОЛОГИЯ XXI ВЕКА

Лазерная технология сделала пока только первые шаги. Но, надо признать, шаги эти весьма впечатляющи. Это шаги ребенка, которому суждено стать гигантом. Можно не сомневаться, что лазерная технология будет занимать пере-
40

довые позиции в промышленном производстве XXI века.

В одной из статей, посвященных лазерной технологии, академик Н. Г. Басов пишет:
«Лазерный луч-это уникальный тепловой источник, способный нагреть облучаемый участок детали за столь малое время, в течение которого тепло не успевает «растекаться». Нагреваемый участок может быть при этом размягчен, рекри- сталлизован, расплавлен, наконец его можно испарить. Дозируя тепловые нагрузки путем регулировки мощности и продолжительности лазерного облучения, можно обеспечить практически любой температурный режим и реализовать различные виды обработки.»
Итак, попробуем сухо и строго перечислить основ- . ные преимущества лазерной обработки материалов,, все то, что и определяет ее перспективность. Получится следующий довольно внушительный перечень. Разнообразие возможных операций обработки и обрабатываемых материалов. Следует отметить, что лазерным лучом можно выполнять и такие операции, которые вообще нельзя или очень трудно выполнить механически. Высокая скорость выполнения операций. Возможность полной автоматизации операций и, как следствие, существенное повышение производительности труда. Следует подчеркнуть, что лазерный луч, как никакой другой инструмент, прекрасно сочленяется с ЭВМ и промышленными роботами. Нетрудно предсказать, как в общих чертах будет выглядеть производство XXI века. Практически все производственные процессы будут управляться с помощью ЭВМ, а сами процессы будут выполнять промышленные роботы, использующие различные инструменты и прежде всего лазерный луч. Высокое качество обработки: прочность сварных швов, гладкость срезов, отсутствие загрязнений обрабатываемой поверхности и т.д. Возможность высокоточной прецизионной обработки. Имеются в виду такие ювелирные операции, как размерная обработка микросхем, микросварка, пробивание тончайших отверстий и т.д.
Избирательность воздействия-когда обрабатываются лишь строго определенные участки поверхности, а соседние участки не подвергаются при этом каким-либо воздействиям. В этом проявляется исключительная «деликатность» лазерного луча. Во всякий момент времени он воздействует лишь на определенный участок, имеющий микроскопические размеры. Возможность осуществления дистанционной обработки того или иного изделия. Например, лазерным лучом можно производить сварку через стеклянную перегородку, скажем, внутри вакуумного баллона.
Молодым читателям этой книги предстоит активно трудиться в XXI веке. Они будут свидетелями (а некоторые и участниками) процесса широчайшего проникновения лазерной технологии в самые различные отрасли промышленности. Можно не сомневаться, что лазеры решительным образом изменят весь облик обрабатывающей промышленности.

Но этим дело не ограничится. Заняв прочные позиции в обработке материалов, лазерная технология распространится затем на производство материалов. Получат дальнейшее развитие лазерные методы разделения изотопов, получения особо чистых веществ; возникнет лазерная металлургия.
Мысленно заглянем в завтрашний день. Не только на обрабатывающих предприятиях, но буквально везде мы встречаемся с удивительным тружеником - мощным лазерным лучом. Он легко и быстро очищает поверхность зданий от грязи, вытесняя старомодный пескоструйный способ очистки, точно и виртуозно обрабатывает образцы природных камней, разрушает твердые породы, помогая прокладывать тоннели в горах, рыть глубокие шахты...
Стоп! Может быть, проходка горных пород с помощью лазерного луча-чистая фантазия? Неужели и впрямь можно реализовать эту дерзкую идею, родившуюся в голове писателя-фантаста в начале нашего столетия? Откроем журнал Академии наук СССР «Квантовая электроника» (1975, т. 2, № 1, с. 37).
«...Кратковременное предварительное облучение горных пород излучением С02-лазеров, работающих в непрерывном режиме с плотностью мощности 102—105 Вт/см2, снижает прочность горных пород в 1,5-10 раз и резко увеличивает скорость
проходки скальных участков обычными методами механического разрушения. В связи с этим исследование воздействия лазерного излучения на минералы группы кварца, являющиеся одними из основных компонентов горных пород (гранитов, песчаников, кварцитов и др.), поможет выяснению специфических особенностей механизма разрушения горных пород и будет способствовать более эффективному использованию лазеров в горном деле.»
Эксперименты с мощным С02-лазером, выполненные в Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова, показали, что энергоемкость разрушения образцов кварцита, альбинита, гранита, мрамора составляет 100 Дж/см3. Уже сегодня имеются непрерывно генерирующие лазеры мощностью до 100 кВт. Нетрудно подсчитать, что луч такого лазера способен разрушить кубометр горной породы примерно за 20 мин. Кто знает, какими будут сверхмощные лазеры завтрашнего дня? Вполне возможно, что эти лазеры сделают реальной высокопроизводительную проходку горных пород световым лучом.
Но вернемся из завтрашнего дня в день нынешний. Пока еще предстоит немало потрудиться для того, чтобы лазерная технология действительно заняла то место, на которое она претендует. А для этого надо преодолеть ряд «узких мест». Главными из них являются следующие: сравнительно низкий коэффициент полезного действия лазеров, всё еще недостаточная надежность мощных лазеров, высокая стоимость лазерных установок. Темпы дальнейшего развития лазерной технологии будут в значительной степени зависеть от того, как быстро удастся преодолеть эти «узкие места».

<< | >>

↑

Источник: Тарасов Л.В.. Знакомьтесь - лазеры. 1988

Еще по теме ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ - ТЕХНОЛОГИЯ XXI ВЕКА:

- Биофизика - Популярная физика -