Образовательная программа «Лазерные технологии»
Учебно-тематический план
переподготовки и повышения квалификации
Цель: формирование уровня знаний в области современных методов и средств лазерной технологии; ознакомление с основными видами источников лазерного излучения, со специальными оборудованием и оснасткой, используемым в технологических процессах лазерной обработки; получение практических навыков проектирования и использования специального оборудования и оснастки для основных технологических процессов лазерной обработки материалов на базе современного оборудования мировых лидеров лазерного станкостроения.
Категория слушателей: преподаватели и мастера производственного обучения колледжей и производственно-технических училищ.
Срок обучения: 72 часа
Форма обучения: очная с отрывом от производства; очно-заочная
Режим занятий:
Наименование разделов и тем | Всего часов | В том числе: | Форма контроля | ||
лекции | практич. занятия | ||||
1. | Общие сведения о лазерах. Оптическое излучение и его спектрально-энергетические характеристики. Энергетические уровни, поглощение, испускание и отражение электромагнитного излучения материалами. Устройство лазеров. Генерация лазерного излучения и его основные свойства. Распространение и фокусировка монохроматического когерентного излучения. | 3 | 3 | 0 | |
2. | Введение в лазерные технологии. Открытие лазеров. История развития и современное состояние лазерных технологий. Основные области применения лазерных технологий. | 2 | 2 | 0 | |
3. | Физические эффекты, лежащие в основе лазерной обработки материалов. Плазменные процессы при лазерной обработке. Тепловые процессы при воздействии лазерного излучения. Лазерный нагрев и сопутствующие ему процессы. Нагревание и испарение материалов под действием лазерного излучения. | 3 | 3 | 0 | |
4. | Лазерная обработка излучением мощных лазеров. Особенности взаимодействия излучения мощных лазеров с материалами. Физика кинжального проплавления. Основные типы мощных лазеров: СО2, ИАГ и волоконные. Особенности схем доставки, транспортировки и фокусировки излучения. Оптические головки, оптические кабели, роботы и обрабатывающие центры. | 4 | 2 | 2 | |
5. | Технологические лазеры и лазерные комплексы. Основные типы и характеристики технологических лазеров (ТЛ). Основные области применения ТЛ. Требования к рабочим параметрам ТЛ. Стабильность параметров излучения. Технико-эксплуатационные характеристики ТЛ. Основные параметры активных сред. Инженерные методики выбора ТЛ. Специализированные и универсальные лазерные комплексы фирмы «TRUMPF». Многокоординатная лазерная обработка. | 6 | 3 | 3 | |
6. | Основные оптические схемы лазерной обработки. Фокусировка и сканирование лазерного пучка. Основные схемы сканирования при лазерной обработке: координатные столы и плоттеры. Сканеры с вынесенным и обращенным объективом. Проекционные схемы лазерной обработки. Волоконно-оптические системы доставки излучения. Основные свойства многомодовых оптических волокон для передачи мощного излучения: диапазон передаваемых длин волн, потери, лучевая прочность торцов. Фокусирующая и согласующая оптика. Плоттеры и роботы для сканирования излучения. Сферы применения и практические ограничения различных оптических схем. | 3 | 2 | 1 | |
7. | Лазерная резка. Особенноcти физических процессов резки и разделения материалов, процессы газификации и уноса различных материалов, управляемое термораскалывание. Лазерные установки для резки, разделения и скрайбирования различных материалов. Физический и химический механизм газолазерной резки, классификация материалов по этому признаку. Газолазерная резка непрерывным и импульсно-периодическим излучением. | 6 | 3 | 3 | |
8. | Маркировка и гравировка. Основные физические процессы - испарение, разложение, вжигание, термохимические реакции. Основные типы используемых лазеров и сферы их применения. Основные сканирующие, проецирующие и кинематические схемы. Сферы применения - маркировка инструмента и оснастки, гравировка ювелирных изделий, сувенирная продукция. | 6 | 3 | 3 | |
9. | Лазерное сверление. Области применения лазеров для получения отверстий. Лазерные технологические установки для изготовления отверстий. | 2 | 2 | 0 | |
10. | Лазерная сварка. Лазерная сварка и ее сравнение с другими видами соединения материалов. Основные виды и особенности формирования сварных соединений. Критерий сварки. Сварка деталей малых толщин. Сварка металлов с глубоким проплавлением. Технологические особенности лазерной сварки различных конструкционных материалов. Роль технологических факторов при сварке. Анализ и примеры практических применений лазерной сварки. | 5 | 3 | 2 | |
11. | Термоупрочнение поверхности лазерным излучением. Физические основы процесса лазерного упрочнения. Глубина зоны закалки. Механизм термоупрочнения железоуглеродистых и алюминиевых сплавов. Свойства сплавов после термоупрочнения. Инженерные методы расчетов режимов лазерной закалки. Практические применения лазерного сверхупрочнения режущего инструмента, пресс-форм и штампов. Установки для лазерной термообработки. | 4 | 2 | 2 | |
12. | Лазерное легирование и наплавка. Лазерное оплавление и аморфизация поверхности. Явление массопереноса при лазерном воздействии. Лазерное легирование неметаллическими и металлическими компонентами и соединениями. Оплавление шликерных покрытий. Газопорошковая лазерная наплавка. | 4 | 2 | 2 | |
13. | Современное программное обеспечение и управление станками для лазерной обработки. Классификация систем с программным управлением по виду управления движениями, принципу задания программы, типу привода, типу датчиков и измерительных устройств, количеству управляемых координат, возможности коррекции. Требования к файлам программируемых деталей. Обзор программ для построения геометрии плоских и объёмных деталей, построения развёрток объёмных деталей, а также программ для управления лазерным станком и для оптимальной раскладки деталей на обрабатываемом поле, а также программ для учёта и организации работ на лазерном участке. | 4 | 2 | 2 | |
14. | Лазерные технологии в микро - и опто-электронике. Лазерно-плазменное напыление пленок. Лазерное модифицирование структуры полупроводников. Управляемая кристаллизация и аморфизация кремния. Лазерная технология формирования оптических элементов и обработки стекла. Лазерные технологии в печати и записи изображений. | 2 | 2 | 0 | |
15. | Лазерные медицинские технологии. Этапы развития лазерной медицинской техники. Физические основы взаимодействия лазерного излучения с биологическими объектами. Принцип работы и основные устройства медицинских лазеров. Рынок современных лазерных медицинских приборов и систем. Лазерная диагностика. Терапевтическое воздействие лазерного излучения на биоткани. Лазерная хирургия. Коагуляция, иссечение, сварка биотканей лазерным излучением. Использование лазерных технологий в косметологии, стоматологии, офтальмологии, кардиологии и онкологии. | 2 | 2 | 0 | |
16. | Техника безопасности при эксплуатации лазерных технологических установок | 3 | 2 | 1 | |
17. | Экономические аспекты лазерной резки и сварки металлов | 2 | 2 | 0 | |
18. | Основы нелинейной оптики. Основные нелинейно-оптические эффекты. Генерация второй гармоники. Применение в промышленности. | 2 | 2 | 0 | |
19. | Перспективные направления технологий лазерной обработки. Методы быстрого прототипирования с использованием лазерного излучения. Лазерная динамическая балансировка деталей. Лазерная пайка металла с керамикой. Лазерные нанотехнологии. Перспективы дальнейшего развития ТЛ и лазерных технологий. | 3 | 3 | 0 | |
20. | Сравнительный анализ применяющейся в России аппаратуры ведущих мировых разработчиков. | 3 | 3 | 0 | |
21. | Итоговый контроль знаний | 3 | - | 3 | зачет |
ИТОГО: | 72 | 48 | 24 |
Разработчики программы:
а) , д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры компьютерной физики УрГУ,
директор УЦКП "Современные нанотехнологии";
б) , к. т.н., доцент кафедры компьютерной физики УрГУ, заместитель
Генерального директора НП "УралЛИТЦ".
