經(jīng)過近四十年的發(fā)展，隨著激光加工技術(shù)日趨成熟和激光器成本逐漸下降，被公認(rèn)是“二十一世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ南冗M(jìn)制造技術(shù)之一”，更是符合航天結(jié)構(gòu)件輕量化、復(fù)雜化、精密化、高效化的加工制造要求。
隨著激光加工技術(shù)應(yīng)用研究的不斷深入以及航天多型號(hào)產(chǎn)品任務(wù)的嶄新需求，激光焊接、激光切割、激光增材制造、激光表面工程等典型激光技術(shù)在航天結(jié)構(gòu)件中不斷實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用和豐富發(fā)展。
激光焊接
激光焊接是航天領(lǐng)域應(yīng)用最為成熟的技術(shù)，形成了一系列特點(diǎn)鮮明、優(yōu)勢(shì)顯著的技術(shù)能力。如：航天大尺寸復(fù)雜同種或異種材料光纖激光焊接技術(shù)，涵蓋了鈦合金、不銹鋼、鋁合金等輕合金材料；實(shí)現(xiàn)了鈦合金蒙皮骨架結(jié)構(gòu)激光焊接技術(shù)、薄壁不銹鋼結(jié)構(gòu)激光焊接技術(shù)的工程化應(yīng)用；鈦合金蒙皮骨架結(jié)構(gòu)激光焊接技術(shù)成功用于多系列產(chǎn)品的研制，整體技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。
同時(shí)，激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)也已成為航天中厚壁高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)件制造的優(yōu)勢(shì)技術(shù)。激光增材制造技術(shù)在近20多年已得到快速發(fā)展，它以結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計(jì)制造、短周期、近終形、無模具、無刀具等技術(shù)優(yōu)勢(shì)成為復(fù)雜構(gòu)件快速制造的先進(jìn)制造手段。在國內(nèi)航天領(lǐng)域，應(yīng)用SLM成形技術(shù)制造的部分零件甚至關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，已初步進(jìn)入試驗(yàn)驗(yàn)證階段，正朝著工程化應(yīng)用邁進(jìn)。
激光切割
激光切割具備切割效率高、切割質(zhì)量好(切口寬度窄、熱影響區(qū)小、切口光潔) 和強(qiáng)大的柔性加工能力(可隨意切割任意形狀) 等優(yōu)點(diǎn)。因此，面向多厚度鈦合金、不銹鋼、鋁合金材料的光纖激光切割技術(shù)在航天結(jié)構(gòu)件下料成形制造中不斷地研究發(fā)展并應(yīng)用。
目前我國航天事業(yè)進(jìn)入了高密度、快速發(fā)射的蓬勃時(shí)期，航天產(chǎn)品激光切割參數(shù)選用、切割過程控制的人工參與度仍較高，經(jīng)驗(yàn)因素占比大，難以滿足航天產(chǎn)品多型號(hào)的快速響應(yīng)敏捷制造目標(biāo)。
激光切割加工過程智能化程度仍需進(jìn)一步提高，通過對(duì)工藝過程、零件制造質(zhì)量等信息的采集以及工藝知識(shí)庫對(duì)所采集信息的統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)一步優(yōu)化下一階段零件的加工工藝，提升切割工藝決策智能化;通過三維在線高精度測(cè)量系統(tǒng)、各類自適應(yīng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)化執(zhí)行機(jī)構(gòu)等有機(jī)建成閉環(huán)智能制造系統(tǒng)，達(dá)到零件制造狀況的即時(shí)、優(yōu)化響應(yīng)，提升切割過程控制智能化。
小 結(jié)
隨著激光器、激光加工裝備、信息化技術(shù)的持續(xù)革新，未來激光加工技術(shù)將沿著工藝復(fù)合化、過程智能化等方向深入融合發(fā)展，適應(yīng)全球智能集成制造的發(fā)展需求。
