高能束指在自由空间可定向传输的高密度能量束流,主要包括激光束、电子束、离子束、等离子体、分子束、原子束、中子束及质子束等,可加工多种固体材料,被用于制造的各个方面。
高能束加工可分为激光束加工和载能粒子束加工。
①激光束加工。基于激光的特性进行制造的各种方法的总称。激光具有高亮度、高方向性、高单色性、高相干性以及特殊的空间分布特性、时间控制特性、偏振特性等;在能量、时间、空间具有可选择性和可调控性,可形成超快、超强、超短等极端物理条件,也可满足宏观、微观、纳米尺度乃至量子技术领域的加工要求。
②载能粒子束加工。利用电子束、离子束、等离子体、分子束、原子束、中子束及质子束等粒子的能量进行制造的各种方法的总称。与激光束加工一样,具有能量密度范围宽、能量转换效率高、能量时空化精确可控、参数精确可控、束斑灵活可调与直径很小的多维性特征。
高能束加工已成为大型飞机、汽车、高速铁路、核潜艇、航母、舰船、对撞机及新材料和新器件与电路等关系国计民生的现代制造业重要技术手段之一,是研制生产高精尖武器装备、提升国防硬实力的关键技术,也是信息社会生产许多民用产品的重要技术手段。高能束加工还为生物、材料、信息与纳米技术等高新技术领域提供了强有力的支撑手段,其在制造过程中产生的新理论、新方法在能源、交通、环境和国防领域发挥了重要作用,为提升中国制造的技术水平和竞争力做出了贡献。