特种加工机床范围较广,有几十个门类。包括:电火花加工(EDM)、电化学加工(ECM)、电解磨削加工(ECG)、化学加工(CHM)、电弧加工(EAM)、激光加工(LBM)、超声加工(USM)、离子束加工(IBM)、电子束加工(EBM)、等离子弧加工(PAM)、快速成型加工(RPM)、磨料射流加工(AJM)等等。 特种加工机床原属金属切削加工机床范畴,但由于特种加工机床与金属切削加工机床机理完全不同,机床功能部件的性能不同,以及它在国民经济中重要地位和作用等原因,2003年国家标准化管理委员会明确为与金切机床并行的独立的机床体系。1、特种加工机床主要特点 (1)特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分 随着特种加工技术的发展,一方面计算机技术、信息技术、自动化技术等在特种加工中已获得广泛应用,逐步实现了加工工艺及加工过程的系统化集成;另一方面,特种加工能充分体现学科的综合性,学科(声、光、电、热、化学等)和专业之间不断渗透、交叉、融合,因此,特种加工技术本身同样趋于系统化集成的发展方向。这二方面说明,特种加工技术已成为先进制造技术的重要组成部分。一些发达国家也非常重视特种加工技术的发展,如日本把特种加工技术和数控技术作为跨世纪发展先进制造技术的二大支柱。特种加工技术已成为衡量一个国家先进制造技术水平和能力的重要标志。这是特点之一。 (2)特种加工具有独特的加工机理 特种加工不是依靠刀具、磨具等进行加工,而主要依靠电能、热能、光能、声能、磁能、化学能及液动力能等进行加工,其加工机理与金属切削机床完全不同。能量的发生与转换、使能过程的控制是特种加工高新技术的重要部分。这是特点之二。 (3)增材加工是特种加工的重要发展方向 金属切削机床、特种加工机床一大部分是减材加工。我国从二十世纪八十年代末发展起来的快速成形(RP)加工技术是属于特种加工技术的一种增材加工的新领域。它利用分层制造原理(离散堆积)及分层处理软件,理论上可以制造任意复杂形状的零、部件,能适应高科技、个性化、小批量生产的需要,增材加工的RP加工技术已成为特种加工的特点之三。 (4)特种加工可以进行二种或二种以上能量的复合加工 一般来说,“组合加工”是指在一台机床上二种不同加工形式(能量)在加工过程中交替使用的加工方式;“复合加工”是指在一台机床上实现二种或二种以上能量(形式)在加工过程中同时作用的加工方式,例如,电能和声能、化学能和电能、光能和化学能、化学能和电能及机械能等复合,以获得高效或精密加工的效果,这是特点之四。 (5)特种加工技术应用领域的重要性和特殊性 特种加工适用于各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性、微细等金属和非金属材料的加工,以及各种新型、特殊材料的加工,在航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械、电子、轻纺、交通等工业中解决了大量传统机械加工难于解决的关键、特殊的加工难题。所以在国民经济的众多关键制造工业中发挥着极其重要的不可替代的作用。例如,在航空航天工业中各类复杂深小孔加工、发动机蜂窝环、叶片、整体叶轮加工、特殊材料的切割加工、钛合金加工等等。在军事工业中,例如核武器及高新技术武器几乎全是特殊材料和高新技术材料,各种零件的成形加工、各种孔加工、精密薄材加工等特种加工发挥着特殊重要的作用。这是特点之五。 (6)特种加工机床产量世界第一 由于特种加工机床应用领域的广泛性和重要性,在我国已形成由生产企业、大专院校、研究院所200多个单位组成的特种加工机床行业,其电火花加工机床的年产量就约达30000台之多,其产量为世界第一。是名副其实的生产大国(但不是生产强国)这是特点之六。 2、行业概况和现状 (1)我国生产的特种加工机床主要种类 特种加工机床种类较多,据不完全统计约有30多种。在我国已形成了产业化生产或具有一定产量的特种加工机床主要种类有: ①电火花加工机床:以电火花成形机、电火花线切割机、电火花高速小孔加工机等为主。 ◆ 电火花成形机:产量约3500~4000台/年。普及型数控电火花成形机(NCSEDM)约800~1000台/年。部分NCSEDM为当前国际水平,主要由独资及合资企业生产。 ◆ 电火花线切割机(WEDM):分高速走丝电火花线切割机(HSWEDM)和低速走丝电火花线切割机(LSWEDM),HSWEDM和LSWEDM数控化率均为100%,产量约25000台/年。LSWEDM属国产高档机床,为普及型数控机床,产量约占WEDM的3~4%,部分LSWEDM为当前国际水平,主要由独资及合资企业生产。 ◆电火花高速小孔加工机(HSEDM):产量约1500台/年。极大部分为手动型或点位控制型。最大径深比为1:300(也有1:1000的),其加工工艺指标与国外水平相当。 其他电火花加工机床均为专用机床。 ②电解加工机床 ◆ 电解成形加工机床:有普通型、数控型(包括展成加工型),产量约20~30台/年。 ◆ 电解去毛刺机床:都为专用机床,约15~20台/年。 ③电解磨削加工机床 都为专用机床,约十几台/年。 ④超声加工机床 ◆ 超声抛光机:有二种型式,一种为单一用声能的超声抛光机,一种为电火花—超声抛光机。产量约为150~200台/年。 ◆ 超声成形加工机床:产量较少。 ⑤快速成形(RP)机床 ◆ 选择性激光烧结(SLS)机床: 我国作为高新技术产品,产量约为30台/年。 ◆ 三维光刻(SL)机床:为高新技术产品,产量约25~30台/年。产品性能与国外相比差距已在缩小,但成形材料性能与国外相比还有相当大的差距。 ◆ 熔融挤压成形(FDM)机床:为高新技术产品,产量约30台/年。产品部分指标已达到国际先进水平。 ◆ 分层实体制造(LOM)机床:产量约15台/年。 ⑥激光加工机床 ◆ 激光切割机床:产量约100台/年。国内在大功率快速轴流CO2激光器的研制上落后,因而国内激光切割机的激光器都依赖进口(或国内组装生产的激光器)。 其他激光加工设备,如激光雕刻机、激光小孔加工机等产量不大。 ⑦等离子弧切割机 产量约15~20台/年。 ⑧高压水射流切割机床 我国的产量不大,约20~30台/年。 ⑨电熔爆加工机床 主要用于冶金及建筑行业等轧辊加工,为国家高新技术产品,产量约10~15台/年。 (2)特种加工机床行业总的产量、产值 ①总产量31000~32000台/年。 (2)总产值(按人民币核算) 电火花加工机床总产值约:17亿/年。 其他特种加工机床产值约:3~4亿/年。 总产值约:20~21亿/年。 (3) 特种加工机床的出口情况 ①出口量 主要为电火花加工机床及少量的RP机床出口,包括二个独资企业在内出口量约1100~1200台/年。 ②出口金额 总出口额约3500万美元/年
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特种加工技术论文篇二 特种加工技术的研究与应用 摘要:本文论述了特种加工技术的产生和发展,并就快速成型加工、超声加工、电子束和离子束加工以及激光加工进行展开阐述,讨论了各个加工方法的工艺原理和在生产实践中的具体应用。最后,对特种加工技术的发展方向进行了展望。 关键词:特种加工;快速成型技术;超声加工;电子束和离子束加工;激光加工 1.特种加工技术的产生和发展 机械加工作为一种有着悠久历史的加工方法,对人类的物质文明和生产活动起到了极大的推动作用。对于工业部门而言,设计出来的零件或者机器必须依赖于加工方法来实现,如果没有行之有效的加工方法,再好的设计思路也无法转化为产品。例如18世纪70年代就有人发明了蒸汽机,但是由于当时的生产设备制造不出有着较高精度和配合要求的蒸汽机气缸,所以一直无法生产出可以正常工作的蒸汽机[1]。直到气缸镗床的出现,才解决了这一生产上的难题,使得蒸汽机获得了广泛的应用,引起了第一次工业革命。因此,我们可以发现,加工方法对于设计思想的实现和社会经济的发展起着多么重大的作用。 随着生产的发展和科学实验的需要,对于产品的要求越来越高,未来的技术产品向着高精度、高速度、重载、高温高压、小型化和高可靠性等方向发展,为了实现这些新的要求,就需要使用新材料和新结构,因此,对机械制造部门也提出了很多新的要求。特种加工正是在这种强烈的社会需求下产生和发展起来的,而它所具有的优于传统机械加工的特点又进一步促使人们对它进行研究和应用,因此,到目前为止,特种加工技术已经有了很多种类,所能达到的加工精度和生产效率也越来越高。可以说,特种加工技术已经成为现代机械制造行业必不可少的一种加工方法。 传统的机械加工利用机械能和切削力对金属进行加工,而特种加工主要利用电能、化学能、光能、声能和热能等能量来去除金属,因此特种加工技术可以用来加工各种高硬度、高强度、高脆性和高韧性的金属或者非金属材料。由于特种加工采用广义上的刀具,例如激光、超声波、电子束和离子束等,所以易于实现加工过程的全自动化,这对于现代化生产的组织和管理有着很重要的意义。 从1943年前苏联鲍﹒洛﹒拉扎林柯夫妇开始研究火花放电腐蚀开关触点的现象开始,特种加工技术已经经历了六十多年的发展。目前,很多特种加工方法都已经发展成熟,例如电火花加工、电火花线切割加工、电化学加工和激光加工等。现在,人们也研究了将特种加工的理论应用于传统的机械加工方法中去的复合加工方法,如振动切削和振动铣削。由于特种加工技术尤其适用于对难加工材料、复杂型面和精密微细表面的加工,所以特种加工有很大的适用性和发展潜力,在刀具、模具、量具、仪器仪表、航天器和微电子元器件等制造中得到越来越广泛的应用。在未来,特种加工将向着提高加工精度和表面质量、提高生产效率和自动化程度、发展复合加工和超精密加工等方向发展。 2.快速成型技术 快速成型技术(RP)是一种增材加工方法,主要用来制造样件,从而可以对新产品的设计进行快速评估、修改和功能实验,能够较大地缩短产品的研制周期。快速成型技术集机械工程、CAD、数控技术、激光技术和材料科学技术于一体,易于实现生产过程的自动化,且高效便捷,因此这种样件制造工艺日益在生产实践中获得应用。按照快速成型技术使用的材料和工艺原理,可以分为四种类型:光敏树脂液相固化成型法(SL)、选择性激光粉末烧结成型(SLS)、薄片分层叠加成型(LOM)、熔丝堆积成型(FDM)。 3.超声加工技术 频率超过16000Hz的声波称为超声波,它是一种纵波,能够传递很强的能量,且当它经过液体介质传播时,会产生液压冲击现象。超声加工技术(USM)利用工具端面作超声频振动,通过磨料悬浮液使得磨粒在超声振动的作用下产生机械撞击、抛磨作用以及超声空化作用来加工脆硬材料。由于超声加工技术的工艺原理和特点,超声加工有很多特殊的应用。例如加工深小孔、拉丝模及型腔模具研磨抛光、对难加工材料的加工、超声振动切削、超声电解复合加工、超声电火花复合加工、超声清洗、超声切割等。超声加工技术与新材料的发展是相辅相成的,在未来,超声加工一定会有更多的应用和发展。 4.电子束和离子束加工 电子束加工(EBM)利用能量密度极高的电子束,以极高的速度冲击工件表面,使动能大部分转化为热能,使得被冲击的工件材料局部熔化和气化,从而达到改变被加工工件材料表面物理化学性质和形状尺寸位置的目的。电子束加工装置包括电子枪、真空系统、控制系统和电源,电子束是由钨或钽制成的发射阴极在加热状态下得到的。由于电子束加工的工艺原理和特点,EBM技术可以用来加工型孔和特殊表面、刻蚀、焊接、热处理以及电子束光刻等。 离子束加工(IBM)利用具有较高能量的离子束射到材料表面时所发生的撞击效应、溅射效应和注入效应来进行不同的加工。由于离子束轰击材料是逐层去除原子,所以可以达到纳米级的加工精度。离子束加工按其工艺原理和目的的不同可以分为三种:用于从工件上去除材料的刻蚀加工、用于给工件表面涂覆的镀层加工以及用于表面改性的离子注入加工。由于电子束和离子束易于实现精确的控制,所以可以实现加工过程的全自动化,但是电子束和离子束的聚焦、偏转等方面还有许多技术问题尚待解决。 5.激光加工 激光技术起始于20世纪60年代,可用于打孔、切割、焊接、热处理以及激光存储等方面。激光的产生源自物质的受激辐射,即某些具有亚稳态能级结构的物质,在一定外来光子能量的激发下,产生所谓的粒子束反转现象,在粒子束反转的状态下,如果有一束能量等于基态与亚稳态能量之差的光子照射该物质,就会产生受激辐射,输出大量的光能。由于激光具有强度高、单色性好、相干性好和方向性好等特点,因此几乎可以用来加工任何材料。目前常用的激光器有固体激光器(红宝石激光器、铷玻璃激光器和掺铷钇铝石榴石激光器)和气体激光器(二氧化碳激光器和氩离子激光器),在生产实践中,对影响激光加工的各个因素还需要进行更加深入的研究,以便更加充分地利用激光加工技术。 6.结束语 近年来,随着新材料、新结构、复杂型面零件、特殊要求零件的需求越来越大,特种加工技术得到了越来越广泛的应用,在未来,随着机电控制技术的进一步提高,特种加工技术将会更加趋于自动化,充分利用计算机技术,可以使得特种加工向着自动化和柔性化方向发展[2]。而在未来,特种加工技术将越来越多的应用于精密微细加工、复合加工和绿色加工。 参考文献 [1]刘晋春,白基成,郭永丰.特种加工[M],北京:机械工业出版社,2011:1~6. [2]王杰,樊军,等.特种加工技术的新进展[J],轻工机械,2008,26(4):5~7. 看了“特种加工技术论文”的人还看: 1. 超精密加工技术论文 2. 超声波加工技术论文 3. 精密与超精密加工技术论文 4. 机械先进制造技术论文 5. 超精密制造技术论文
激光加工就是利用其所具有的输出光线的高指向性和高能量,进行微小孔及狭缝等的精密加工、切割、微细焊接等。下面是我整理了激光加工技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!
谈机械制造激光加工技术
摘要:激光加工就是利用其所具有的输出光线的高指向性和高能量,进行微小孔及狭缝等的精密加工、切割、微细焊接等。激光有固体激光、液体激光和气体激光等。目前,作为加工用的以固体激光为最好。
关键词:机械 制造 激光 加工 技术
激光是通过入射光子使亚稳态高能级的原子、离子或分子跃迁到低能级受激幅射(不是自发幅射)时发出的光,也可解释为“光受激幅射后发射加强”。它是由于受激发射的发光放大现象。激光具有单色性好、方向性强、能量高度集中等特性,因此在军事、工农业生产和科学研究的很多领域中得到了广泛应用。激光加工就是利用其所具有的输出光线的高指向性和高能量,进行微小孔及狭缝等的精密加工、切割、微细焊接等。激光有固体激光、液体激光和气体激光等。目前,作为加工用的以固体激光为最好。
激光加工具有以下特点:激光加工不需要加工工具,所以不存在工具损耗问题,很适宜自动化连续操作,可以在大气中进行。功率密度高,几乎能加工所有的材料,如果是透明材料(如玻璃),只要采取一些色化和打毛 措施 ,仍可加工。加工速度快,效率高,热影响区小。因不需要工具,又能聚焦成极细的光束,所以能加工深而小的微孔和窄缝(直径可小至几微米,深径比可达10以上),适合于精微加工。可通过透明材料(如玻璃)对工件进行加工。
1、激光器
气体激光器
通常用二氧化碳激光器。
二氧化碳激光器的激光管内充有二氧化碳,同时加进一些辅助气体,这些辅助气体有助于提高激光器输出功率。二氧化碳激光器是目前气体激光器中连续输出功率最大、能量转换效率最高的一种激光器,能以大功率连续输出波长的激光,而且方向性、单色性及相干性好,能聚焦成很小的光斑。缺点是设备体积大,输出瞬时功率小,而且是看不见的红外光,调整光束位置不方便。
固体激光器
包括红宝石激光器、钇铝石榴石激光器、钕玻璃(掺钕的盐酸玻璃)激光器等。固体激光器的特点是体轵小,输出能量大,可以打较大较深的孔;但其能量转换效率低,制造较难,成本高。而二氧化碳激光器则具有造价低,结构简单,工作效率高,打孔质量好等优点;不足是体积大,占地面积大。
2、影响激光加工的因素
激光主要用于各种材料的小孔、窄缝等微型加工,虽然也有生产率和表面粗糙度的要求,但主要是加工精度问题,如孔和窄缝大小、深度和几何形状等。因工艺对象的最小尺寸只有几十微米,所以加工误差一般为微米级。为此,除保证光学系统和机械方面精度外,还有光的特殊影响。
输出功率与照射时间
激光输出功率大,照射时间长,工件所获得能量大。当焦点位置一定时,激光能量越大, 加工孔就大而深,锥度小。照射时间一般为几分之一至几毫秒。激光能量一定时,照射时间太长会使热量传散到非加工区;时间太短则因能量密度过大,蚀除物的高温气体喷出,也会使激光使用效率降低。
焦距与发散角
发散角小的激光束,经短焦距的聚焦物镜以后,在焦面上可以获得更小的光斑及更高的功率密度。光斑直径小,打的孔也小,且由于功率密度大,打出的孔不仅深,而且锥度小。
焦点位置
焦点位置低,透过工件表面的光斑面积大,不仅会产生喇叭口,而且因能量密度减小而影响加工深度。焦点位置太高,同样,工作表面尖斑大,进入工件后越来越大,甚至无法继续加工。激光的实际焦点在工件表面或略低于工件表面为宜。
光斑内的能量分布
激光束经聚焦后,在焦面上的光点实际上是一个直径为d的光斑,光斑内能量分布不均。中心点的光强最大,离开中心点迅速减弱,能量以焦点为轴心对称分布,这种光束加工出来的孔是正圆形的。若激光束能量分布不对称,打出的孔也不对称。
激光的多次照射
激光照射一次,加工孔的深度大约是孔径的五倍左右,且锥度较大。激光多次照射,深度将大大增加,锥度减小,孔径几乎不变。但是,孔加工到一定深度后,由于孔内壁的反射、透射以及激光的散射或吸收及抛出力减小,排屑困难等原因,使孔前端的能量密度不断减小,加工量逐渐减少,以致不能继续加工。
第一次照射后打出一个不太深而且带锥度的孔;第二次照射后,聚焦光在第一次照射所打的孔内发散,由于光管效应,发散的光在孔壁上反射的下深入孔内,因此第二次照射后所打出的孔是原来孔形的延伸,孔径基本上不变。多次照射的焦点位置固定在工件表面,不向下移动。
工件材料
各种工件材料的吸收光谱不同,经透镜聚焦到工件上的激光能量不可能全部被吸收,有相当一部分能量被反射或透射散失,吸收效率与工件材料吸收光谱及激光波长有关。在生产实践中,应根据工件材料的性能(吸收光谱)选择激光器。对于高反射和透射率的工件表面应作打毛或黑化处理,增大对激光的吸收效率。
3、激光加工的应用
激光打孔
利用激光打微型小孔,目前已应用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴加工、化学纤维喷丝头打孔、钟表及仪表的宝石轴承打孔、金刚石拉丝模加工等方面。
激光打孔不需要工具,适合于自动化连续打孔。采用超声调制的激光打孔,是把超声振动的作用与激光加工复合起来。把激光谐振腔的全反射镜安装在超声换能器变幅杆的端面上作超声振动,使输出的激光尖锋波形由不规则变为较平坦排列,调制成多个尖锋激光脉冲。由此可以增加打孔深度,改善孔壁粗糙度和提高打孔效率。
激光切割
激光切割具有如下特点:(1)可以用来切割各种高硬度、高熔点的金属或非金属材料。(2)切缝窄,可以节省贵重材料(如半导体材料等)。(3)速度快,成品率高,质量好。目前,激光切割已成功应用于半导体材料、钛板、石英、陶瓷等材料的切割加工中。
激光焊接激光焊接与激光打孔的原理稍有不同
焊接时不需要那么髙的能量密度,使工件材料气化、蚀除,只需将工件加工区烧熔粘合在一起。因此,激光焊接所需的能量密度较低,通常可用减小激光输出功率来实现。
脉冲输出的红宝石激光器和钕玻璃激光器适合于点焊;而连续输出的二氧化碳激光器和YAG激光器适合于缝焊。
激光焊接过程迅速,被焊材料不氧化,热影响区小,适合于热敏感元件焊接。
参考文献
[1]哈尔滨工业大学,上海工业大学.机床夹具设计(第二版).上海:上海科学技术出版社,1989.
[2]刘文剑等.夹具工程师手册.哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1992.
[3]李庆寿.机床夹具设计.北京:机械工业出版社,1984.
[4]孔巴德.机床夹具图册.北京:机械工业出版社,1984.
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目 录一、激光加工的起源和原理-------------------------------------------------------5二、激光加工的特点---------------------------------------------------------------5三、激光加工的应用---------------------------------------------------------------6四、激光的发展趋势---------------------------------------------------------------7五、结论-----------------------------------------------------------------------------8六、致谢-----------------------------------------------------------------------------9现代制造技术特种加工---激光加工1、激光加工的起源和原理随着科学技术的发展和社会需求的多样化,产品的竞争越来越激烈,更新换代的周期也越来越短。为此,要求不但能根据市场的要求尽快设计出新产品,而且能在尽可能短的时间内制造出原型,从而进行性能测试和修改,最终形成定型产品。而在传统制造系统中,需要大量的模具设计、制造和调试等工作,成本高,周期长,已不能适应日新月异的市场变化。为了提高研发和生产速度,快速而精确地制作出高质量、低成本的模具和产品,能对市场变化做出敏捷响应,人们作了大量的研究和探索工作。随着工业激光器价格的不断下降和工业激光加工技术的日益成熟,给模具制造和产品生产工艺带来了重大变革激光加工是将激光束照射到工件的表面,以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力,所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节,因此激光加工可应用到不同层面和范围上。2、激光加工的特点激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势:由于它是无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对复杂工件进行加工,因此是一种极为灵活的加工方法。使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益好。3、激光加工的应用激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度,靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小,可加工各种材料。用激光束对材料进行各种加工,如打孔、切割、焊接、热处理等。 某些具有亚稳态能级的物质,在外来光子的激发下会吸收光能,使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转,若有一束光照射,光子的能量等于这两个能相对应的差,这时就会产生受激辐射,输出大量的光能。激光加工的应用主要有以下几个方面:、激光打孔采用脉冲激光器可进行打孔,脉冲宽度为~1毫秒,特别适于打微孔和异形孔,孔径约为~1毫米。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。 、激光切割、划片与刻字在造船、汽车制造等工业中,常使用百瓦至万瓦级的连续CO2激光器对大工件进行切割,既能保证精确的空间曲线形状,又有较高的加工效率。对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或CO2激光器。在微电子学中,常用激光切划硅片或切窄缝,速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记,并不影响流水线的速度,刻划出的字符可永久保持(图1)。 图1激光刻字 、激光微调采用中、小功率激光器除去电子元器件上的部分材料,以达到改变电参数(如电阻值、电容量和谐振频率等)的目的。激光微调精度高、速度快,适于大规模生产。利用类似原理可以修复有缺陷的集成电路的掩模,修补集成电路存储器以提高成品率,还可以对陀螺进行精确的动平衡调节。 、激光热处理用激光照射材料,选择适当的波长和控制照射时间、功率密度,可使材料表面熔化和再结晶,达到淬火或退火的目的。激光热处理的优点是可以控制热处理的深度,可以选择和控制热处理部位,工件变形小,可处理形状复杂的零件和部件,可对盲孔和深孔的内壁进行处理。例如,气缸活塞经激光热处理后可延长寿命;用激光热处理可恢复离子轰击所引起损伤的硅材料。激光加工的应用范围还在不断扩大,如用激光制造大规模集成电路,不用抗蚀剂,工序简单,并能进行微米以下图案的高精度蚀刻加工,从而大大增加集成度。此外,激光蒸发、激光区域熔化和激光沉积等新工艺也在发展中。、激光焊接激光焊接强度高、热变形小、密封性好,可以焊接尺寸和性质悬殊,以及熔点很高(如陶瓷)和易氧化的材料。激光焊接的心脏起搏器,其密封性好、寿命长,而且体积小。4、激光的发展趋势激光加工用于再制造业和应用于其他制造业一样,有其不可替代的优点,并优于其它加工技术。激光加工用于再制造业是由相变硬化发展到激光表面合金化和激光熔覆,由激光合金涂层发展到复合涂层及陶瓷涂层,从而使得激光表面加工技术成为再制造的一项重要手段。它主要是采用5KW~10KWCO2高功率激光器及其系统。 与国际上激光加工系统相比,我国的激光加工系统差距甚大,仅占全球销售额的4%左右。主要表现为:高档激光加工系统很少,甚至没有;主力激光器不过关;微细激光加工装备缺口较大;而这些领域我国的生产 加工企业正在积蓄力量稳步进入,国内应用市场有很大发展空间。预测今后2-3年内,我国激光加工销售额将会由2008年的35亿人民币上升翻一倍,也就是说会达到70亿元产值。 国内各类制造业接受了激光加工技术,它可使他们的产品增加技术含量,加快产品更新换代,为适应21世纪高新技术的产业化、满足宏观与微观制造的需要,研究和开发高性能光源势在必行。目前正在积极研制超紫外、超短脉冲、超大功率、高光束质量等特征的激光,尤其是能适应微制造技术要求的激光光源更是倍受关注,并已形成国际性竞争。5结论本文对激光加工的原理、起源、应用、发展趋势等做了详细的介绍,并结合激光加工等常见的问题作出分析,对激光加工工艺的理解有一定的帮助。参考文献[1]刘晋春、赵家齐、赵万生.特种加工(第4版)[M].机械工业出版社,2007.[2]宋威廉,激光加工技术的发展[M].北京:机械工业出版社,2008.[3]赵万生.特种加工技术[M].北京:机械工业出版社,2004.[4]张辽远.现代加工技术[M].北京:机械工业出版社,2002.[5]刘振辉,杨嘉楷.特种加工[M].重庆:重庆大学出版社,1991.
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金融学专科学生必读撰写调查报告、毕业论文指南集中实践环节教学工作是广播电视大学教学过程管理的重要环节。财经类集中实践性教学环节包括社会调查和毕业论文两项主要内容。集中实践环节不得免修。财经系各个专业专科集中实践环节的指导工作现已开始,为落实人才培养模式改革的目标,确保该项工作有序、准时、高质、高效地完成,特编写《金融学专科学生撰写调查报告、毕业论文指南》材料,供学生认真学习,严格遵守。现将各环节具体要求规定如下:调查报告每位学生必须在撰写毕业论文前参加社会调查活动,并撰写出具有一定价值的社会调查报告。调查报告最好反映工作单位的情况(尚未工作的同学要以本地区企业为调查对象)。调查报告开头要介绍调查的时间、地点、调查的对象、调查的内容。正文用一级标题注明以下几部分:一、某单位的概况;二、经营管理特点;三、存在问题;四、思考与建议。调查报告必须在3000字以上,交电子文档和打印材料各一份。调查报告不准写成小论文,也不能写成报告文学、通讯报道。必须是一个金融机构的真实情况的反映,要用事实、数据说话。调查报告不需要目录、摘要、关键词、脚注、参考文献等。其打印格式与毕业论文的要求一致。调查报告要在封面加盖被调查单位的公章(定稿后再盖章)。写作提纲写作提纲是学生在正式开始写作论文之前提交给论文指导教师的一份关于选题理由、文章结构及实例分析、个人见解的报告。要用一级标题注明四个部分的内容。具体要求如下:一、选题理由部分,要介绍自己的学习、工作经历与背景;说明该选题的意义、研究价值、实际作用 等等。二、文章结构部分,要求学生写清楚整个论文的基本观点,这些观点必须逻辑清楚、合理。学生结合自己的基本观点写清楚整个论文的结构。这是学生向指导教师说明自己如何论证观点的一个部分。例如学生要写清楚整篇文章包含那几个部分,第一部分写什么,其中包括几个小部分,每个小部分写什么等等,以此类推。三、实例分析部分,要以本地区实例为主。这一部分非常重要,体现同学分析问题解决问题的能力。四、个人见解部分,是对文章的总结。写作提纲的字数在500字以上。文字方面要求语言流畅、思路清晰,说清楚自己的观点。毕业论文(一)毕业论文选题、内容与字数方面的要求1.撰写毕业论文要避免选择已经完全得到解决的常识性问题作为论题。论文选题必须是本专业方面的研究题目,必须有明确的研究方向(不能是调查报告、工作研究、工作总结)。2.毕业论文应做到观点新颖明确、材料详实有力、结构完整严谨、语言通顺、格式规范。毕业论文应由学生本人在指导教师的指导下独立完成,杜绝一切抄袭、剽窃行为。3.专科论文字数在4000字以上。(二)关于论文的修改与定稿1.毕业论文初稿要认真修改。2.论文的最后定稿应是封面填写准确、装订规范(论文夹、封面、写作提纲、目录、摘要、关键词、正文、参考文献八项)、字体符合要求的文章。(三)相关记录表格的填写与论文指导、答辩相关的表格(包括论文指导记录表、答辩情况记录等),应填写清楚、不得空项。交第一稿之前学生要在班主任处领取论文夹。按指导记录得要求进行修改,每次交稿时应带前次指导记录。(四)、论文用纸、装订、打印份数与字体要求1.论文用张一律为A4纸,左侧装订。2.定稿后文字稿一式3份。3.字体要求(1)封面主标题(3#字黑体,粗体,居中);副标题(4#字黑体,居中)封面学生姓名等内容居中,文字楷体小四号字加粗,详细内容见附表。(2)写作提纲主标题(3#字黑体,粗体,居中);副标题(4#字黑体,居中)内容宋体小4#字(2)论文目录目 录摘要 、关键词 …………… 1正文 [目录要深入到二级标题层次] …………… 2参考文献 …………… 10(3)论文正文主标题3#字黑体,粗体,居中 副标题4#字黑体,居中署名(楷体小4#字)(之后空一行)〖摘要〗:概括论文主要观点,200字以上,楷体五号字。〖关键词〗:(3—5个,楷体五号字)(之后空二行)论文正文(论文内各标题4#黑体,其他宋体小4#字)(之后空几行)参考文献:(不得少于3篇,宋体小5#字,要注明何人所著何时何社出版)四、进度安排 2006年3月15日前交第一稿(交调查报告和论文。论文包括论文夹、封面、写作提纲、目录、摘要、关键词、正文、参考文献八项)。3月31日为第一稿的最后截止日期。此后不再接收04秋金融学专科学生论文的第一稿。 2006年3月15日-5月20 日为论文指导过程,师生之间要进行3次以上的面对面的交流与指导。直至论文达到前述要求。 2006年5月31日前学生要在完成论文修改之后将规定的资料交给指导教师(包括:调查报告和论文。论文包括论文夹、封面、开题报告、目录、摘要、关键词、正文、参考文献八项)。 2006年6-7月为专科科论文答辩时间。每位学生必须参加毕业答辩。毕业答辩的具体时间另行通知。大连电大财经系2005年12月附:论文、调查报告封面样本利率市场化后企业投融资策略的调整学生姓名:学 号:入学时间: 年 季专 业:直属/分校:指导教师:大连广播电视大学2006年5月
写作思路:从文章的写作目的、中心主旨入手,结合自身感受,真实得描述,新鲜有趣的材料,以使文章中心思想鲜明、深刻地表现出来,正文:
我国土建工程造价管理存在着“三超”现象相当普遍,建设工程周期长、消耗量大, 不但受科学技术条件的限制,而且受客观过程的发展及其表现程度的限制,常常出现概算超估算、预算超概算、决算超预算的问题,通常称为“三超”现象。
土建工程造价的管理与投资控制的实质,就是运用科学技术原理和经济及法律手段,解决工程建设活动中的技术与经济经营与管理等实际问题,只有在项目建设的各个阶段;
采用科学的计价方法和切合实际的计价依据,合理确定投资估算,才能把握市场经济的脉搏,减少或避免建设资金的流失,最大限度地提高建设资金的投资效益。
土建工程造价的管理,能把建设项目的投资用在各工程项目、各单位以至各分部分项工程之间。在各投资项目之间进行均衡而合理的分配,能使建设单位的投资获得尽可能高的效益。控制成本费用,有利于我国建筑业节省大量的建设资金,推进我国现代化建设的进程。
摘要:有效的建筑工程技术管理有利于提高建筑工程质量,同时可以帮助建筑企业降低生产成本从而增加企业经济效益。随着市场经济的快速发展,建筑行业的市场竞争越来越激烈,如何提高建筑工程技术管理水平也逐渐成为建筑企业关注的焦点。本文通过论述建筑工程技术管理的重要性,并针对建筑工程技术管理存在的问题提出相对应的对策措施,希望能帮助建筑企业有效提高建筑工程技术管理水平
1、建筑工程技术管理概论
建筑工程技术管理是利用科学的管理方法,提高建筑施工技术水平并满足施工中各项指标顺利完成,其中包含了施工单位对国家政策、行业执行标准以及施工规范制度等内容的贯彻执行,明确地划分了各部门的任务和技术指标。
在现代建筑企业中,质量是维系企业生产发展的命脉,是获取经济收益的依据。通过建筑工程施工技术管理,可以实现施工方案的优化、建筑材料的科学配置以及施工效率的大幅度提升;企业管理者通过制定相应的技术标准,来提高自己的管理水平,保质保量按时完成企业制定的建设目标,将人力、财力、物力的作用发挥到极限;它包括两个不同的维度考量。
首先,从建筑企业方面来说,建筑工程技术是在一定约束条件下进行的。建筑企业通过与业主签订合同,在约定的工期、质量、材料、工艺等条件下展开施工,这一过程中包括的管理要素很多,如项目合同管理、项目材料管理、项目设备管理等,最终获取的建筑项目成果也可以看作是建筑工程技术的运用体现。
其次,从内容方面来看,工程技术的本质是管理,管理的内容是一切有利于工程项目实现的要素。在施工前就需要展开相应的收集和调查工作,进而实现施工技术中相关资料的编制,所需要的技术细节是分解到不同的施工阶段中的。
2、建筑工程技术管理存在的问题
建筑工程技术管理缺乏落实
建筑行业是一个庞大的综合性体系,截至目前应用与管理方面的理论、技巧很多,不同的企业所选择的标准也是不同的。但这些应用大多体现在企业管理、施工管理等方面,发挥的主要是对整体或阶段性的一种协作,并没有认真对施工技术的`方案进行研究。
技术管理的针对性很强,主要针对工程技术材料、项目内部核心技术等为落脚点,而这些内容大部分情况下都是保密内容,并不能与施工建设行为保持同步,这就严重影响了工程的施工进度和质量保障。
从现实角度考虑,当前大多数建筑企业都具有了技术管理的意识,但缺乏技术管理的落实,问题的原因除了思想方面重视不足之外,主要是由于技术人员缺乏相应的管理权限,从程序上行不通。
建筑工程技术管理经验欠缺
一直以来,技术人员和管理人员在建筑企业内部都是相对分离的,这种二元化的人才机制会严重影响技术的应用和革新。原因在于,技术的管理需要相对应的环境和权力,而主观工程技术管理的人员,大多只是对技术本身进行“管理”,缺乏对整体的把控和运用。
此外,在一些建筑企业群体中还存在“重施工、轻规划”的错误思想,这也是导致建筑工程技术管理经验欠缺的原因。每一个工程项目结束之后,都应该有专门人员进行经验总结,将建设过程中出现的问题原因找到,并制定相应的解决策略,便于在后期的发展中规避,这也是收集经验的主要渠道。
建筑工程技术管理人才匮乏
建筑工程技术管理不能等同于“技术”加“管理”,它本身是一个独立的概念,需要相应的人员专门进行维护和执行。很显然在此类人才方面,我国是十分欠缺的,大多数监理人员存在这一方面的职能,但并不完善,在企业内部的一些施工经理也具有同样的职能,也存在较大的漏洞。
同时,人才的匮乏还表现在综合能力方面。建筑工程技术管理的运用中,存在多种知识的相互配合,从设计蓝图到工程放样,再到原材料调配进场,等等,这一系列的过程都需要具有丰富的综合性高知识才能指挥。本质上说,建筑工程技术管理人员应具备独立技术人员的能力之和。
3、建筑工程技术管理的应对策略
完善建筑工程施工技术管理体制
要建立完善的建筑工程施工技术制度,才能够实现建筑企业自身的水平提升,确保建筑工程技术相关法律和法规的贯彻。体制中主要是人为性的因素,因此提高思想意识是构建管理体系的前提条件,可以通过职业道德培训和专业能力提升的方式实现。
加大建筑工程成本控制
建筑工程成本指的是建筑企业对某一项工程建设所消耗的资金总和,在当前建筑市场竞争激烈的情况下,企业要维系自身的经济利益,就必须加强对成本的控制,减少不必要的支出。
成本控制越科学,对建筑工程技术的要求就越明显,施工单位必须依靠技术优势来弥补省略资金的不足。在执行过程中,可以将整个工程进行细分,将相同的内容重新归纳总结,进行整体性运作,有效节省资金和劳动力,提高企业利润。例如,针对工程施工中的土石方工作,不同阶段的土石方材料经过计算,整体性进行施工和补充。
加强建筑材料控制措施
建筑材料是整个建筑工程中消耗资金最大的部分,也是成本控制的重点,需要单独进行考虑。不同阶段的施工材料在采购、运输和库存方面特点也不同,应该尽量选择价格经济、质量好的产品材料,包括原材料、成本以及配件等,如果材料自身的质量不能满足要求,必然会影响最终的建筑质量。
工程施工技术管理是对建筑材料的指南,它可以指导材料的种类、规格甚至品牌,在同样价格区间有利分辨何种材料更符合需要。
4、结束语
建筑工程技术管理不仅可以有效地控制建筑项目成本,同时还能够发挥资源优化功能,在目前建筑行业激烈的市场竞争中发挥着关键作用。在进行工程技术管理工作过程中,必须要提前做好各项准备工作,预计各项内容的控制难点,实现与后期施工过程的一一对应。很显然,这种方式也可以看作是一种总体性的统筹规划;随着我国建筑行业及市场的不断进步,建筑工程技术管理的发展也会越来越完善,通过创新实践,必然在未来发挥巨大的经济效益和社会效益。
激光加工就是利用其所具有的输出光线的高指向性和高能量,进行微小孔及狭缝等的精密加工、切割、微细焊接等。下面是我整理了激光加工技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!
谈机械制造激光加工技术
摘要:激光加工就是利用其所具有的输出光线的高指向性和高能量,进行微小孔及狭缝等的精密加工、切割、微细焊接等。激光有固体激光、液体激光和气体激光等。目前,作为加工用的以固体激光为最好。
关键词:机械 制造 激光 加工 技术
激光是通过入射光子使亚稳态高能级的原子、离子或分子跃迁到低能级受激幅射(不是自发幅射)时发出的光,也可解释为“光受激幅射后发射加强”。它是由于受激发射的发光放大现象。激光具有单色性好、方向性强、能量高度集中等特性,因此在军事、工农业生产和科学研究的很多领域中得到了广泛应用。激光加工就是利用其所具有的输出光线的高指向性和高能量,进行微小孔及狭缝等的精密加工、切割、微细焊接等。激光有固体激光、液体激光和气体激光等。目前,作为加工用的以固体激光为最好。
激光加工具有以下特点:激光加工不需要加工工具,所以不存在工具损耗问题,很适宜自动化连续操作,可以在大气中进行。功率密度高,几乎能加工所有的材料,如果是透明材料(如玻璃),只要采取一些色化和打毛 措施 ,仍可加工。加工速度快,效率高,热影响区小。因不需要工具,又能聚焦成极细的光束,所以能加工深而小的微孔和窄缝(直径可小至几微米,深径比可达10以上),适合于精微加工。可通过透明材料(如玻璃)对工件进行加工。
1、激光器
气体激光器
通常用二氧化碳激光器。
二氧化碳激光器的激光管内充有二氧化碳,同时加进一些辅助气体,这些辅助气体有助于提高激光器输出功率。二氧化碳激光器是目前气体激光器中连续输出功率最大、能量转换效率最高的一种激光器,能以大功率连续输出波长的激光,而且方向性、单色性及相干性好,能聚焦成很小的光斑。缺点是设备体积大,输出瞬时功率小,而且是看不见的红外光,调整光束位置不方便。
固体激光器
包括红宝石激光器、钇铝石榴石激光器、钕玻璃(掺钕的盐酸玻璃)激光器等。固体激光器的特点是体轵小,输出能量大,可以打较大较深的孔;但其能量转换效率低,制造较难,成本高。而二氧化碳激光器则具有造价低,结构简单,工作效率高,打孔质量好等优点;不足是体积大,占地面积大。
2、影响激光加工的因素
激光主要用于各种材料的小孔、窄缝等微型加工,虽然也有生产率和表面粗糙度的要求,但主要是加工精度问题,如孔和窄缝大小、深度和几何形状等。因工艺对象的最小尺寸只有几十微米,所以加工误差一般为微米级。为此,除保证光学系统和机械方面精度外,还有光的特殊影响。
输出功率与照射时间
激光输出功率大,照射时间长,工件所获得能量大。当焦点位置一定时,激光能量越大, 加工孔就大而深,锥度小。照射时间一般为几分之一至几毫秒。激光能量一定时,照射时间太长会使热量传散到非加工区;时间太短则因能量密度过大,蚀除物的高温气体喷出,也会使激光使用效率降低。
焦距与发散角
发散角小的激光束,经短焦距的聚焦物镜以后,在焦面上可以获得更小的光斑及更高的功率密度。光斑直径小,打的孔也小,且由于功率密度大,打出的孔不仅深,而且锥度小。
焦点位置
焦点位置低,透过工件表面的光斑面积大,不仅会产生喇叭口,而且因能量密度减小而影响加工深度。焦点位置太高,同样,工作表面尖斑大,进入工件后越来越大,甚至无法继续加工。激光的实际焦点在工件表面或略低于工件表面为宜。
光斑内的能量分布
激光束经聚焦后,在焦面上的光点实际上是一个直径为d的光斑,光斑内能量分布不均。中心点的光强最大,离开中心点迅速减弱,能量以焦点为轴心对称分布,这种光束加工出来的孔是正圆形的。若激光束能量分布不对称,打出的孔也不对称。
激光的多次照射
激光照射一次,加工孔的深度大约是孔径的五倍左右,且锥度较大。激光多次照射,深度将大大增加,锥度减小,孔径几乎不变。但是,孔加工到一定深度后,由于孔内壁的反射、透射以及激光的散射或吸收及抛出力减小,排屑困难等原因,使孔前端的能量密度不断减小,加工量逐渐减少,以致不能继续加工。
第一次照射后打出一个不太深而且带锥度的孔;第二次照射后,聚焦光在第一次照射所打的孔内发散,由于光管效应,发散的光在孔壁上反射的下深入孔内,因此第二次照射后所打出的孔是原来孔形的延伸,孔径基本上不变。多次照射的焦点位置固定在工件表面,不向下移动。
工件材料
各种工件材料的吸收光谱不同,经透镜聚焦到工件上的激光能量不可能全部被吸收,有相当一部分能量被反射或透射散失,吸收效率与工件材料吸收光谱及激光波长有关。在生产实践中,应根据工件材料的性能(吸收光谱)选择激光器。对于高反射和透射率的工件表面应作打毛或黑化处理,增大对激光的吸收效率。
3、激光加工的应用
激光打孔
利用激光打微型小孔,目前已应用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴加工、化学纤维喷丝头打孔、钟表及仪表的宝石轴承打孔、金刚石拉丝模加工等方面。
激光打孔不需要工具,适合于自动化连续打孔。采用超声调制的激光打孔,是把超声振动的作用与激光加工复合起来。把激光谐振腔的全反射镜安装在超声换能器变幅杆的端面上作超声振动,使输出的激光尖锋波形由不规则变为较平坦排列,调制成多个尖锋激光脉冲。由此可以增加打孔深度,改善孔壁粗糙度和提高打孔效率。
激光切割
激光切割具有如下特点:(1)可以用来切割各种高硬度、高熔点的金属或非金属材料。(2)切缝窄,可以节省贵重材料(如半导体材料等)。(3)速度快,成品率高,质量好。目前,激光切割已成功应用于半导体材料、钛板、石英、陶瓷等材料的切割加工中。
激光焊接激光焊接与激光打孔的原理稍有不同
焊接时不需要那么髙的能量密度,使工件材料气化、蚀除,只需将工件加工区烧熔粘合在一起。因此,激光焊接所需的能量密度较低,通常可用减小激光输出功率来实现。
脉冲输出的红宝石激光器和钕玻璃激光器适合于点焊;而连续输出的二氧化碳激光器和YAG激光器适合于缝焊。
激光焊接过程迅速,被焊材料不氧化,热影响区小,适合于热敏感元件焊接。
参考文献
[1]哈尔滨工业大学,上海工业大学.机床夹具设计(第二版).上海:上海科学技术出版社,1989.
[2]刘文剑等.夹具工程师手册.哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1992.
[3]李庆寿.机床夹具设计.北京:机械工业出版社,1984.
[4]孔巴德.机床夹具图册.北京:机械工业出版社,1984.
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目 录一、激光加工的起源和原理-------------------------------------------------------5二、激光加工的特点---------------------------------------------------------------5三、激光加工的应用---------------------------------------------------------------6四、激光的发展趋势---------------------------------------------------------------7五、结论-----------------------------------------------------------------------------8六、致谢-----------------------------------------------------------------------------9现代制造技术特种加工---激光加工1、激光加工的起源和原理随着科学技术的发展和社会需求的多样化,产品的竞争越来越激烈,更新换代的周期也越来越短。为此,要求不但能根据市场的要求尽快设计出新产品,而且能在尽可能短的时间内制造出原型,从而进行性能测试和修改,最终形成定型产品。而在传统制造系统中,需要大量的模具设计、制造和调试等工作,成本高,周期长,已不能适应日新月异的市场变化。为了提高研发和生产速度,快速而精确地制作出高质量、低成本的模具和产品,能对市场变化做出敏捷响应,人们作了大量的研究和探索工作。随着工业激光器价格的不断下降和工业激光加工技术的日益成熟,给模具制造和产品生产工艺带来了重大变革激光加工是将激光束照射到工件的表面,以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力,所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节,因此激光加工可应用到不同层面和范围上。2、激光加工的特点激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势:由于它是无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对复杂工件进行加工,因此是一种极为灵活的加工方法。使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益好。3、激光加工的应用激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度,靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小,可加工各种材料。用激光束对材料进行各种加工,如打孔、切割、焊接、热处理等。 某些具有亚稳态能级的物质,在外来光子的激发下会吸收光能,使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转,若有一束光照射,光子的能量等于这两个能相对应的差,这时就会产生受激辐射,输出大量的光能。激光加工的应用主要有以下几个方面:、激光打孔采用脉冲激光器可进行打孔,脉冲宽度为~1毫秒,特别适于打微孔和异形孔,孔径约为~1毫米。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。 、激光切割、划片与刻字在造船、汽车制造等工业中,常使用百瓦至万瓦级的连续CO2激光器对大工件进行切割,既能保证精确的空间曲线形状,又有较高的加工效率。对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或CO2激光器。在微电子学中,常用激光切划硅片或切窄缝,速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记,并不影响流水线的速度,刻划出的字符可永久保持(图1)。 图1激光刻字 、激光微调采用中、小功率激光器除去电子元器件上的部分材料,以达到改变电参数(如电阻值、电容量和谐振频率等)的目的。激光微调精度高、速度快,适于大规模生产。利用类似原理可以修复有缺陷的集成电路的掩模,修补集成电路存储器以提高成品率,还可以对陀螺进行精确的动平衡调节。 、激光热处理用激光照射材料,选择适当的波长和控制照射时间、功率密度,可使材料表面熔化和再结晶,达到淬火或退火的目的。激光热处理的优点是可以控制热处理的深度,可以选择和控制热处理部位,工件变形小,可处理形状复杂的零件和部件,可对盲孔和深孔的内壁进行处理。例如,气缸活塞经激光热处理后可延长寿命;用激光热处理可恢复离子轰击所引起损伤的硅材料。激光加工的应用范围还在不断扩大,如用激光制造大规模集成电路,不用抗蚀剂,工序简单,并能进行微米以下图案的高精度蚀刻加工,从而大大增加集成度。此外,激光蒸发、激光区域熔化和激光沉积等新工艺也在发展中。、激光焊接激光焊接强度高、热变形小、密封性好,可以焊接尺寸和性质悬殊,以及熔点很高(如陶瓷)和易氧化的材料。激光焊接的心脏起搏器,其密封性好、寿命长,而且体积小。4、激光的发展趋势激光加工用于再制造业和应用于其他制造业一样,有其不可替代的优点,并优于其它加工技术。激光加工用于再制造业是由相变硬化发展到激光表面合金化和激光熔覆,由激光合金涂层发展到复合涂层及陶瓷涂层,从而使得激光表面加工技术成为再制造的一项重要手段。它主要是采用5KW~10KWCO2高功率激光器及其系统。 与国际上激光加工系统相比,我国的激光加工系统差距甚大,仅占全球销售额的4%左右。主要表现为:高档激光加工系统很少,甚至没有;主力激光器不过关;微细激光加工装备缺口较大;而这些领域我国的生产 加工企业正在积蓄力量稳步进入,国内应用市场有很大发展空间。预测今后2-3年内,我国激光加工销售额将会由2008年的35亿人民币上升翻一倍,也就是说会达到70亿元产值。 国内各类制造业接受了激光加工技术,它可使他们的产品增加技术含量,加快产品更新换代,为适应21世纪高新技术的产业化、满足宏观与微观制造的需要,研究和开发高性能光源势在必行。目前正在积极研制超紫外、超短脉冲、超大功率、高光束质量等特征的激光,尤其是能适应微制造技术要求的激光光源更是倍受关注,并已形成国际性竞争。5结论本文对激光加工的原理、起源、应用、发展趋势等做了详细的介绍,并结合激光加工等常见的问题作出分析,对激光加工工艺的理解有一定的帮助。参考文献[1]刘晋春、赵家齐、赵万生.特种加工(第4版)[M].机械工业出版社,2007.[2]宋威廉,激光加工技术的发展[M].北京:机械工业出版社,2008.[3]赵万生.特种加工技术[M].北京:机械工业出版社,2004.[4]张辽远.现代加工技术[M].北京:机械工业出版社,2002.[5]刘振辉,杨嘉楷.特种加工[M].重庆:重庆大学出版社,1991.
激光发展史激光以全新的姿态问世已二十余年。然而,发明激光器的历程却鲜为人知,至于发明者如何从事艰难曲折的探索,就更少人问津了。其实,每一项重大发明,都是科学家们智慧的结晶,里面包涵着他们的汗水和心血。自然,激光器的发明也不例外。 说得准确些,对激光的研究,只是到了20世纪50年代末才出现一个崭新阶段。在此之前,人们只对无线电波和微波有较深研究。科学家们把无线电波波长缩短到十米以内,使得世界性的通讯成为可能,那是30年代的事情。后来,随着速调管和空穴磁控管的发明,科学家便对厘米波的性质进行研究。二次世界大战中,由于射频和光谱学的发展,辐射波和原子只间的联系又重新被强调。大战期间,科学家们发明并研制了雷达(战争对雷达的制造起了推动的作用)。从技术本身来说,雷达是电磁波向超短波、微波发展的产物。大战以后,科学家又开创了微波波谱学,目的是探索光谱的微波范围并把其推广到更短的波长。当时,哥仑比亚大学有一个由汤斯()领导的辐射实验小组,他们一直从事电磁方面以及毫米辐射波的研究。1951年,汤斯提出了微波激射器(Maser全称Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation)的概念。经过几年的努力,1954年汤斯和他的助手高顿(J. Cordon)、蔡格(H. Zeiger)发明了氨分子束微波激射器并使其正常运行。这为以后激光器的诞生奠定了基础。当时,汤斯希望微波激射器能产生波长为半毫米的微波,遗撼的是,激射器却输出波长为1。25cm的微波。微波激射器问世以后,科学家就希望能制造输出更短波长的激射器。汤斯认为可将微波推到红外区附近,甚至到可见光波段。1958年,肖洛()与汤斯合作,率先发表了在可见光频段工作的激射器的设计方案和理论计算。这又将激光研究推上了一个新阶段。现在,人们都知道,产生激光要具备两个重要条件:一是粒子数反转;二是谐振腔。值得注意的是,自1916年爱因斯坦提出受激辐射的概念以后,1940年前后就有人在研究气体放电实验中,观察到粒子反转现象。按当时的实验技术基础,就具备建立某种类型的激光器的条件。但为什么没能造出来呢?因为没有人,包括爱因斯坦本人没把受激辐射,粒子数反转,谐振腔联系在一起加以考虑。因而也把激光器的发明推迟了若干年。在研究激光器的过程中,应把引进谐振腔的功劳归于肖洛。肖洛长期从事光谱学研究。谐振腔的结构,就是从法——珀干涉仪那里得到启示的。正如肖洛自己所说:“我开始考虑光谐振器时,从两面彼此相向镜面的法——珀干涉仪结构着手研究,是很自然的。”实际上,干涉仪就是一种谐振器。肖洛在贝尔电话实验室的七年中,积累了大量数据,于1958年提出了有关激光的设想。几乎同时,许多实验室开始研究激光器的可能材料和方法,用固体作为工作物质的激光器的研究工作始于1958年。如肖洛所述:“我完全彻底地受到灌输,使我相信,可以在气体中做的任何事情,在固体中同样可以做,且在固体中做得更好些。因此,我开始探索、寻找固体激光器的材料…...”的确,不到一年,在1959年9月召开的第一次国际量子电子会议上,肖洛提出了用红宝石作为激光的工作物质。不久,肖洛又具体地描述了激光器的结构:“固体微波激射器的结构较为简单,实质上,它有一棒(红宝石),它的一端可作全反射,另一端几乎全反射,侧面作光抽运。”遗撼的是,肖洛没有得到足够的光能量使粒子数反转,因而没获成功。可喜的是,科学家迈曼()巧妙地利用氙灯作光抽运,从而获得粒子数反转。于是,1960年6月,在Rochester大学,召开了一个有关光的相干性的会议,会议上,迈曼成功地操作了一台激光器。7月份,迈曼用红宝石制成的激光器被公布于众。至此,世界上第一台激光器宣告诞生。激光具有单色性,相干性等一系列极好的特性。从诞生那天开始,人们就预言了它的美好前景。20多年来,人们制造了输出各种不同波长的激光器,甚至是可调激光器。大功率激光器的研制成功,又开拓了新的领域。1977年出现的自由电子激光器,机制则完全不同,它的工作物质是具有极高能量的自由电子,人们可以期望通过这种激光器,实现连续大功率输出,而且覆盖频率范围可向长短两个方向发展。现在,激光应用已经遍及光学、医学、原子能、天文、地理、海洋等领域,它标志着新技术革命的发展。诚然,如果将激光发展的历史与电子学及航空发展的历史相比,你不得不意识到现在还是激光发展的早期阶段,更令人激动的美好前景将要来到。 能发1954年制成了第一台微波量子放大器,获得了高度相干的微波束。1958年.肖洛和.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围,并指出了产生激光的方法。1960年.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后,激光器的种类就越来越多。按工作介质分,激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器,其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束,激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。按工作方式分,有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种,最长的波长为微波波段的毫米,最短波长为远紫外区的210埃,X射线波段的激光器也正在研究中。 除自由电子激光器外,各种激光器的基本工作原理均相同,装置的必不可少的组成部分包括激励(或抽运)、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔( 见光学谐振腔)3部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态,为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位,从而实现光放大。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向,从而使激光具有良好的定向性和相干性。 激光工作物质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系,有时也称为激光增益媒质,它们可以是固体(晶体、玻璃)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求,是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转,并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去;为此,要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。 激励(泵浦)系统 是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同,可以采取不同的激励方式和激励装置,常见的有以下四种。①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的,整个激励装置,通常是由气体放电光源(如氙灯、氪灯)和聚光器组成。②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的,整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的,通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。 激光器的种类是很多的。下面,将分别从激光工作物质、激励方式、运转方式、输出波长范围等几个方面进行分类介绍。 按工作物质分类 根据工作物质物态的不同可把所有的激光器分为以下几大类:①固体(晶体和玻璃)激光器,这类激光器所采用的工作物质,是通过把能够产生受激辐射作用的金属离子掺入晶体或玻璃基质中构成发光中心而制成的;②气体激光器,它们所采用的工作物质是气体,并且根据气体中真正产生受激发射作用之工作粒子性质的不同,而进一步区分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等;③液体激光器,这类激光器所采用的工作物质主要包括两类,一类是有机荧光染料溶液,另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液,其中金属离子(如Nd)起工作粒子作用,而无机化合物液体(如SeOCl)则起基质的作用;④半导体激光器,这类激光器是以一定的半导体材料作工作物质而产生受激发射作用,其原理是通过一定的激励方式(电注入、光泵或高能电子束注入),在半导体物质的能带之间或能带与杂质能级之间,通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转,从而产生光的受激发射作用;⑤自由电子激光器,这是一种特殊类型的新型激光器,工作物质为在空间周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束,只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射,原则上其相干辐射谱可从X射线波段过渡到微波区域,因此具有很诱人的前景。 按激励方式分类 ①光泵式激光器。指以光泵方式激励的激光器,包括几乎是全部的固体激光器和液体激光器,以及少数气体激光器和半导体激光器。②电激励式激光器。大部分气体激光器均是采用气体放电(直流放电、交流放电、脉冲放电、电子束注入)方式进行激励,而一般常见的半导体激光器多是采用结电流注入方式进行激励,某些半导体激光器亦可采用高能电子束注入方式激励。③化学激光器。这是专门指利用化学反应释放的能量对工作物质进行激励的激光器,反希望产生的化学反应可分别采用光照引发、放电引发、化学引发。④核泵浦激光器。指专门利用小型核裂变反应所释放出的能量来激励工作物质的一类特种激光器,如核泵浦氦氩激光器等。 按运转方式分类 由于激光器所采用的工作物质、激励方式以及应用目的的不同,其运转方式和工作状态亦相应有所不同,从而可区分为以下几种主要的类型。①连续激光器,其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出,可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行,以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器,均属此类。由于连续运转过程中往往不可避免地产生器件的过热效应,因此多数需采取适当的冷却措施。②单次脉冲激光器,对这类激光器而言,工作物质的激励和相应的激光发射,从时间上来说均是一个单次脉冲过程,一般的固体激光器、液体激光器以及某些特殊的气体激光器,均采用此方式运转,此时器件的热效应可以忽略,故可以不采取特殊的冷却措施。③重复脉冲激光器,这类器件的特点是其输出为一系列的重复激光脉冲,为此,器件可相应以重复脉冲的方式激励,或以连续方式进行激励但以一定方式调制激光振荡过程,以获得重复脉冲激光输出,通常亦要求对器件采取有效的冷却措施。④调激光器,这是专门指采用一定的 开关技术以获得较高输出功率的脉冲激光器,其工作原理是在工作物质的粒子数反转状态形成后并不使其产生激光振荡 (开关处于关闭状态),待粒子数积累到足够高的程度后,突然瞬时打开 开关,从而可在较短的时间内(例如10~10秒)形成十分强的激光振荡和高功率脉冲激光输出(见技术'" class=link>激光调 技术)。⑤锁模激光器,这是一类采用锁模技术的特殊类型激光器,其工作特点是由共振腔内不同纵向模式之间有确定的相位关系,因此可获得一系列在时间上来看是等间隔的激光超短脉冲(脉宽10~10秒)序列,若进一步采用特殊的快速光开关技术,还可以从上述脉冲序列中选择出单一的超短激光脉冲(见激光锁模技术)。⑥单模和稳频激光器,单模激光器是指在采用一定的限模技术后处于单横模或单纵模状态运转的激光器,稳频激光器是指采用一定的自动控制措施使激光器输出波长或频率稳定在一定精度范围内的特殊激光器件,在某些情况下,还可以制成既是单模运转又具有频率自动稳定控制能力的特种激光器件(见激光稳频技术)。⑦可调谐激光器,在一般情况下,激光器的输出波长是固定不变的,但采用特殊的调谐技术后,使得某些激光器的输出激光波长,可在一定的范围内连续可控地发生变化,这一类激光器称为可调谐激光器(见激光调谐技术)。 按输出波段范围分类 根据输出激光波长范围之不同,可将各类激光器区分为以下几种。①远红外激光器,输出波长范围处于25~1000微米之间, 某些分子气体激光器以及自由电子激光器的激光输出即落入这一区域。②中红外激光器,指输出激光波长处于中红外区(~25微米)的激光器件,代表者为CO分子气体激光器(微米)、 CO分子气体激光器(5~6微米)。③近红外激光器,指输出激光波长处于近红外区(~微米)的激光器件,代表者为掺钕固体激光器(微米)、CaAs半导体二极管激光器(约 微米)和某些气体激光器等。④可见激光器,指输出激光波长处于可见光谱区(4000~7000埃或~微米)的一类激光器件,代表者为红宝石激光器 (6943埃)、 氦氖激光器(6328埃)、氩离子激光器(4880埃、5145埃)、氪离子激光器(4762埃、5208埃、5682埃、6471埃)以及一些可调谐染料激光器等。⑤近紫外激光器,其输出激光波长范围处于近紫外光谱区(2000~4000埃),代表者为氮分子激光器(3371埃)氟化氙(XeF)准分子激光器(3511埃、3531埃)、 氟化氪(KrF)准分子激光器(2490埃)以及某些可调谐染料激光器等⑥真空紫外激光器,其输出激光波长范围处于真空紫外光谱区(50~2000埃)代表者为(H)分子激光器 (1644~1098埃)、氙(Xe)准分子激光器(1730埃)等。⑦X射线激光器, 指输出波长处于X射线谱区(~50埃)的激光器系统,目前软X 射线已研制成功,但仍处于探索阶段[编辑本段]激光器的发明 激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程,从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线(以至X射线和γ射线)的能力。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。 激光器的诞生史大致可以分为几个阶段,其中1916年爱因斯坦提出的受激辐射概念是其重要的理论基础。这一理论指出,处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用,将转变到低能态,并产生第二个光子,同第一个光子同时发射出来,这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大,而且是相干光,即如多个光子的发射方向、频率、位相、偏振完全相同。 此后,量子力学的建立和发展使人们对物质的微观结构及运动规律有了更深入的认识,微观粒子的能级分布、跃迁和光子辐射等问题也得到了更有力的证明,这也在客观上更加完善了爱因斯坦的受激辐射理论,为激光器的产生进一步奠定了理论基础。20世纪40年代末,量子电子学诞生后,被很快应用于研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用,并研制出许多相应的器件。这些科学理论和技术的快速发展都为激光器的发明创造了条件。 如果一个系统中处于高能态的粒子数多于低能态的粒子数,就出现了粒子数的反转状态。那么只要有一个光子引发,就会迫使一个处于高能态的原子受激辐射出一个与之相同的光子,这两个光子又会引发其他原子受激辐射,这样就实现了光的放大;如果加上适当的谐振腔的反馈作用便形成光振荡,从而发射出激光。这就是激光器的工作原理。1951年,美国物理学家珀塞尔和庞德在实验中成功地造成了粒子数反转,并获得了每秒50千赫的受激辐射。稍后,美国物理学家查尔斯·汤斯以及苏联物理学家马索夫和普罗霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受激辐射原理来产生和放大微波的设计。 然而上述的微波波谱学理论和实验研究大都属于“纯科学”,对于激光器到底能否研制成功,在当时还是很渺茫的。 但科学家的努力终究有了结果。1954年,前面提到的美国物理学家汤斯终于制成了第一台氨分子束微波激射器,成功地开创了利用分子和原子体系作为微波辐射相干放大器或振荡器的先例。 汤斯等人研制的微波激射器只产生了厘米波长的微波,功率很小。生产和科技不断发展的需要推动科学家们去探索新的发光机理,以产生新的性能优异的光源。1958年,汤斯与姐夫阿瑟·肖洛将微波激射器与光学、光谱学的理论知识结合起来,提出了采用开式谐振腔的关键性建议,并预防了激光的相干性、方向性、线宽和噪音等性质。同期,巴索夫和普罗霍洛夫等人也提出了实现受激辐射光放大的原理性方案。 此后,世界上许多实验室都被卷入了一场激烈的研制竞赛,看谁能成功制造并运转世界上第一台激光器。 1960年,美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里,勉强赢得了这场世界范围内的研制竞赛。他用一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使这一点达到比太阳还高的温度。 “梅曼设计”引起了科学界的震惊和怀疑,因为科学家们一直在注视和期待着的是氦氖激光器。 尽管梅曼是第一个将激光引入实用领域的科学家,但在法庭上,关于到底是谁发明了这项技术的争论,曾一度引起很大争议。竞争者之一就是“激光”(“受激辐射式光频放大器”的缩略词)一词的发明者戈登·古尔德。他在1957年攻读哥伦比亚大学博士学位时提出了这个词。与此同时,微波激射器的发明者汤斯与肖洛也发展了有关激光的概念。经法庭最终判决,汤斯因研究的书面工作早于古尔德9个月而成为胜者。不过梅曼的激光器的发明权却未受到动摇。 1960年12月,出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。1962年,有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。1966年,科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外,还有输出能量大、功率高,而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。 由于激光器具备的种种突出特点,因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。比如,人们利用激光集中而极高的能量,可以对各种材料进行加工,能够做到在一个针头上钻200个孔;激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段,已在医疗、农业的实际应用上取得了良好效果;在通信领域,一条用激光柱传送信号的光导电缆,可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量;激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外,多种激光武器和激光制导武器也已经投入实用。 今后,随着人类对激光技术的进一步研究和发展,激光器的性能将进一步提升,成本将进一步降低,但是它的应用范围却还将继续扩大,并将发挥出越来越巨大的作用。
微生物的发酵作用对传统酿造食品安全性的影响摘要:对我国酿造食品的工艺特点和生物转化作用机制进行了阐述,分析了发酵过程中微生物的发酵作用对食品酿造过程中的生物性污染、化学性污染和物理性污染等食品安全性因素的影响,得出我国传统酿造食品由于微生物的发酵作用经过分解、消除和滤过等过程使其更具有安全性特征。关键词:传统酿造食品;发酵作用;食品安全食品为人类提供营养要素,同时也是微生物生长的天然培养基。我国传统酿造食品(酱油、酱类、食醋、腐乳、白酒、酸菜、泡菜等)多以谷类、豆类、蔬菜等为原料,将自然界的群体微生物引入发酵过程共同作用形成风味独特的食品。通过微生物发酵作用引起的生物转化食品具有良好的品质、感官特性、可消化性和营养价值。随着现代工业发展,工业“三废”中的有毒有害物质(如重金属毒物、N-亚硝基化合物、多环芳烃化合物等)在环境中污染逐渐增多,这些有毒有害物质通过土壤、水体、空气等环境污染酿造食品原料、食品容器和包装材料等。化学农药、化肥和仓储药剂(如杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、粮食熏蒸剂、防护剂等)通过各种渠道污染食品酿造原料,作为发酵原料的粮食在生产、加工、贮藏等环节受到霉菌、细菌、寄生虫等生物污染。本文从我国传统食品酿造的工艺特点、微生物的生物转化机制对食品污染的作用进行分析,探究传统酿造食品在发酵过程中的安全性问题。1传统酿造食品的工艺特点我国传统酿造食品历史悠久,经过千百年的实践形成独特的酿造工艺特点。敞口固态发酵传统酿造一般采用固态发酵技术,在添加谷糠或稻壳等辅料之后进行边糖化边发酵的“双边发酵”工艺,具有发酵时间长、产品风味浓厚、管理粗放等特点。整个过程采用敞口式工艺,充分利用物产资源与自然资源,制曲时富集各种功能性微生物,驯化和培育了特定的微生物群落结构体系,将主体微生物与环境微生物融为一体。同时摸索出一套完整的温度、湿度、酸碱度、通气量、发酵时间等酿造工艺条件,创立了产品增香与各种加工技术,对创造我国独特的酿造食品风味和保证产品质量具有十分重要的作用。多种微生物共同作用酿造过程是一个复杂的生物化学反应过程,产品品质主要取决于多种微生物的协同作用。微生物主要来自于曲种和环境,包括霉菌、酵母菌、细菌等,各种微生物共栖生长,赋予醅料复杂而完整的酶系,具有较强的糖化、液化和蛋白分解能力。各种微生物在发酵过程中盛衰交替,此消彼长,协同作用,产生单一菌种所不能比拟的作用。在发酵过程中水解与发酵交替进行,避免过高浓度底物对有益微生物和生化反应的负面影响。发酵时间长,酶促反应深入而完善,代谢产物丰富多彩,产品风味醇厚、浓郁[1-2]。多样的产品防腐措施传统酿造食品采取灵活多样的产品安全措施,一是依靠代谢产物本身的防腐作用(如白酒是依赖酒精的杀菌作用,食醋是靠醋酸的抑菌作用);二是利用高浓度的食盐抑制微生物的生长繁殖(如酱油、酱、腐乳等)。2传统酿造食品的生物转化机制传统酿造过程是多种微生物将原料中的淀粉、蛋白质和脂类等大分子物质转化为产品的各种小分子风味物质,构成产品的主要成分。酱油的风味物质按其化合物性质可分为醇类、酯类、酸类、醛类及缩醛类、酚类、呋喃酮类和含硫化合物等[3-4];食醋中除含有主要成分醋酸外,还含有糖分、氨基酸、酯、醛、醇、酚、酮类等化学成分[5-6]。酱油和食醋等酿造食品的风味物质构成产品特有的色、香、味,其来源主要是2方面,一是植物原料的“主生物质”(如蛋白质、淀粉等“,次生物质”如丹宁、芳香族化合物、异黄酮);二是微生物及其酶对植物原料作用后的代谢产物。此外,白酒、酱油、食醋等在贮藏过程中各种代谢产物相互作用形成各种风味物质,据分析酱油含有300多种风味物质[4]。多糖的转化传统酿造食品原料的主要成分为淀粉,它在曲霉菌分泌淀粉酶的作用下分解为葡萄糖。这些单糖一部分作为霉菌、酵母菌和细菌生长繁殖的碳源和能源,一部分在微生物的作用下形成发酵产品的各种代谢产物。由淀粉转化来的代谢产物包括各种酸类、醇类、酚类以及低聚糖等[7]。酱油的糖分包括由大豆转化的低聚糖(如水苏糖、棉子糖等)和由小麦淀粉转化的蔗果三糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖以及低聚木糖等,而酿造食品的酸类、醇类、酚类等小分子产物是构成产品风味的物质基础。蛋白质的转化
食品加工就是把可以吃的东西通过某些程序,造成更好吃或更有益等变化。下面我给大家分享一些面点食品加工技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。
试论中西面点加工工艺的区别
【摘 要】中西方面点在制作理论和技术上相互融合,各取所长,但由于中西方饮食的差异,在加工制作方法上还有一些不同。本文以紫薯面点为例,就中西面点在加工制作等方面所存在的一些差异做一浅谈。
【关键词】中西面点;紫薯;营养保健
1.中西面点简介
中式面点
中式面点指源于我国的点心,简称“中点”,双称为“面点”,它是以各种粮食、畜禽、鱼、虾、蛋、乳、蔬菜、果品等为原料再配以多种调味品经过加工而制成的色、香、味、形、质俱佳的营养食品。面点在中国饮食行业中通常被称为“白案”。它在饮食形式上呈现出多样性,既是人们不可缺少的主食又是人们调剂口味的补充食品。
西式面点
西式面点以面、糖、油脂、鸡蛋和乳品为原料,辅以干鲜果品和调味料,经过调制成型、装饰等工艺过程而制成的具有一定色、香、味、形、质的营养食品。是西方饮食文化中的一颗璀璨明珠,它同东方烹饪一样,在世界上享有很高的声誉。面点行业在西方通常被称为“烘焙业“,在欧美国家十分发达。烘焙食品以款式美观、色香味美、新鲜可口的高品质制品来吸引顾客,促进产品销售。
2.中西面点加工方法的差异
在悠悠历史长河中,中西方不同的思维方式和处世哲学造就了中西文化的差异,从而造就了中西方饮食文化的不同。也就是说,中国饮食以食表意、以物传情,其博大精深不可言喻。西方饮食精巧专维、自成体系。虽然饮食文化差异较大,但是在中西方饮食中大部分以面食为主,那么面食在制作和加工方面不同的国家有不同的侧重点,也就是说,中西式面点为了迎合各自的饮食习惯,在制作加工方面存在以下差异。
中西方糕点在选料和成形加工方面存在的差异
由于我国幅员辽阔,特产丰富,这就为中式面点制作提供了丰富的原料,再加上人口众多,各地气候条件不一,人们生活差异也很大,所以 选料要求比较精细,花样品种繁多。又由于我国传统思想的影响,在中方糕点制作的过程中要求纯手工制作,这就彰显出中式面点在加工制作上的难度和技巧。中式面点要求成形技法多样,造型美观,面点成形是面点制作中一项技术要求高、艺术性强的重要工序,归纳起来,大致有 18 种成形技法,即:包、捏、卷、按、擀、叠、切、摊、剪、搓、抻、削、拨、钳花、滚沾、镶嵌、模具、挤注等。通过各种技法,又可形成各种各样的形态。通过形态的变化,不仅丰富了面点的花色品种,而且还使得面点千姿百态,造型美观逼真。西式面点用料也很讲究,大多以乳品、蛋品、糖类、油脂、面粉、干鲜水果等为常用原料,其中蛋、糖、油脂的比例较大,而且配料中干鲜水果、果仁、巧克力等用量大。西点的加工制作要求从造型到装饰,每一个图案或线条,都清晰可辨,简洁明快,给人以赏心悦目的感觉。西方糕点的加工装饰属于用一两种装饰材料进行的一次性装饰,操作简便、速度快适合大批量生产。其制作表现形式主要有:仿真形式、抽象形式、卡通形式等等。
中西面点在烹制加工方法上的差异
中国的面食,制作的时候以蒸、煎、烘、煮、烙、炸为主,口感较为轻淡,不像西点,太甜,中式面点多以油炸为主,多油腻,其实这点和中国人的饮茶文化有很大的关系,因为茶可以去油腻。西方的点心,制作的时候以烘、烤为主,主要依靠模具一次性成型。这样制作起来可以节省很多的时间而且形状统一,看起来比较整齐、美观。自改革开放以来,随着中西方文化的相互交流和传播,中西方的烹制方法也在相互学习,相互促进,在烹制面食的时候就可以选择多种烹制方法相结合,这样就能让人们品尝到各种口味不同、风格各异的美食。综上所述,不管是中点还是西点,在加工工艺上应该取长补短,相辅相成,推陈出新。
这本来就是餐饮工作人员不变的信条。随着全球一体化进程的加快,餐饮文化也在逐步走向理解、包容、融合、贯通。餐饮从业人员在保护好历史积淀下来的传统工艺的同时,也要努力学习西式面点的制作技巧。内外兼收,洋为中用,为国人的餐桌上献上更多的面点制品,做出符合中国人口味的美味佳肴。
3.芝麻莲蓉酥的制作
材料:
油皮:中筋面粉200克(高粉150克+低粉50克)、细砂糖36克、猪油65克、温水70-80克、盐3克
油酥:低筋面粉200
克、猪油90克
内馅:红莲蓉(广州莲香楼出品)500克、
装饰:蛋液适量,生白芝麻适量
(以上量可做成品20个)
(1)油皮:面粉加入其余材料揉成面团,静置15分钟,分成20份备用。
(2)油酥:面粉与油揉成团,分成20个备用。
(3)内馅:黑芝麻蓉分成20份,葡萄干洗净沥干水,每份芝麻蓉包入3、4粒葡萄干滚圆备用。
(4)油皮包入油酥,擀卷两次,再擀成圆皮,包入内馅,收口朝下,略压成扁圆状,刷蛋液,再沾上一层白芝麻,放入烤盘。
(5)烤箱预热,190度中层烤约25-30分钟即可。
4.紫薯面点的制作
紫薯又叫黑薯,英文名称 Purple Potato,紫薯因其表皮和肉质均呈迷人的紫色而更加的惹人喜爱。紫薯不但颜色可爱,而且还有多种人体必需的物质,其富含蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、氨基酸维生素及多种矿物质,同时还富含硒元素和花青素。
在馅心上的应用
将紫薯清洗、去皮、切片、蒸煮后制成紫薯泥,紫薯泥与牛奶、椰浆、大枣、果仁、砂糖等常用面点馅心原料搭配,可以制作出十几种甚至几十种风味独特、营养丰富的馅心。
在西式面点上的应用
蒸煮熟制的紫薯泥不仅仅可以制成馅心,还可以直接放入调制的面团或面糊中。制出别具一格的可口美食。
例一:紫薯蛋糕:
原料:鸡蛋500克,砂糖400克,蛋糕油40克,紫薯泥500克,低粉500克,小苏打10克,泡打粉10克,香粉10克,色拉油300克,水 300克。做法:(1)预热烤箱至 170℃(或上火175℃、下火160℃),在烤盘上铺上垫纸,再放好蛋糕圈备用。(2)将鸡蛋液放入搅拌桶,加砂糖快速搅拌至发白。(3)在搅拌桶依次加入蛋糕油、低筋粉、泡打粉、苏打粉和紫薯泥,打发至中性发泡。(4)依次慢速加入水、色拉油拌匀,装入烤盘进烤箱烘烤。(5)约烤40分钟,至蛋糕完全熟透取出,冷却后即可使用。
例二:紫薯糕
原料:紫薯500克,温水1100克,糖200克,鱼胶粉18克做法:(1)将紫薯蒸熟后去皮,用搅拌机加600克温水搅拌成糊状。(2)鱼胶粉用冰水泡开,沥干后和温水一起放锅内 , 小火烧开使之熔化。(3)把紫薯倒入锅内,再加入糖煮沸后再煮5分钟 , 需一直搅拌。(4)倒入干净的容器内,冷藏至凝固,取出切块即可。
在中式面点上的应用
(1)紫薯面条、饺子。
面条作为中国面食家族的重要一员,深受人们喜爱。紫薯全粉与一定量的面粉混合(通常 1:3),运用常用的面条加工工艺,可以制作出美味的紫薯面条。一碗热气腾腾的紫薯面条,再配以当地各具特色的酱卤,保证让你胃口大开、回味无穷。当热喜欢吃饺子的朋友也可以用紫薯面团来包饺子,无论是荤是素您做的紫薯面饺子不仅馅心鲜美,饺子里还会有紫薯带给您的香甜。
(2)紫薯馒头、花卷。
面粉中加入紫薯面,通过发酵制成的馒头、花卷更容易消化吸收,紫薯的保健功能会更好的发挥作用。尤其适用于老年人、特殊人群食用。
【参考文献】
[1]余建忠.烘培业从同质化走向细分化 [J].农产品加工(综合刊),2010,(08):14-15.
[2]顾尧臣.主食面制品加工技术的探讨和建议[J].粮食与食品工业,2003,(03):8-127.
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