基于comsol的激光表面加工仿真

 

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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以熔合材料或去除材料以及改变材料的表面性能，主要靠光热效应来加工。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、划片、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。

激光加工包括激光切割，激光焊接，激光钻孔，激光打孔，激光微调，激光热处理等方式。

激光雕刻加工是激光系统最常用的应用。根据激光束与材料相互作用的机理，大体可将激光加工分为激光热加工和光化学反应加工两类。激光热加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔和微加工等；光化学反应加工是指激光束照射到物体，借助高密度激光高能光子引发或控制光化学反应的加工过程。包括光化学沉积、立体光刻、激光雕刻刻蚀等。（转载至：百度百科）

本模型采用激光热源和动网格，来描述激光加热表面，使其气化后的形貌表现。采用9微米的光斑，在一个区域扫过两遍，完成表面清洗的工作。

 

Q为激光功率；

Ua为表面吸收率；

R_in为入射光斑半径；

X1为入射激光中心坐标，随时间变化。