在科技飞速发展的今天，激光加工技术以其独特的优势，在众多领域展现出了巨大的应用潜力。从提升材料性能的激光表面处理，到实现材料成型与制造的激光增材制造，激光加工技术正以多样的应用形式推动着各行业的发展与变革。
一、激光表面处理技术
（一）激光清洗
激光清洗是目前快速发展的新型表面清洁技术，其采用高能脉冲激光束照射工件表面，使表面的污物、颗粒或涂层瞬间蒸发或膨胀剥离，从而达到洁净化的工艺过程。激光清洗主要分为除锈、除油、除漆、除涂层等工艺；主要应用于金属类清洗，文物类清洗，建筑类清洗等。基于其功能全面、加工精准灵活、高效节能、绿色环保、对基材无损伤、智能化、清洗质量好、安全、应用范围广等特点和优势，它在各个工业领域愈发受青睐。
（二）激光淬火
激光淬火以高能量激光为热源，使金属表面快热快冷，瞬间完成淬火，获得高硬度、超细马氏体组织，提升金属表面硬度、耐磨性，形成压应力，增强抗疲劳能力。它具有热影响区小、变形量小、自动化程度高、选区淬火柔性好、细化晶粒硬度高和智能环保等优势。例如，激光光斑可调节，能对任意宽度位置淬火；激光头与多轴机器人联动，可对复杂零件指定区域淬火。激光淬火前后工件变形几乎可忽略，适用于高精度要求零件的表面处理，在汽车、模具、五金工具、机械等行业易损件表面强化中效果显著。
激光淬火具备以下特点：
（1）激光淬火是快速加热、自激冷却，不需要炉膛保温和冷却液淬火，是一种无污染绿色环保热处理工艺，可以很容易实行对大型模具表面进行均匀淬火；
（2）由于激光加热速度快，热影响区小，又是表面扫描加热淬火，即瞬间局部加热淬火，所以被处理的模具变形很小；
（3）由于激光束发散角很小，具有很好的指向性，能够通过导光系统对模具表面进行精确的局部淬火；
（4）激光表面淬火的硬化层深度一般为0.3～1.5mm。
（三）激光退火
激光退火是指利用激光加热材料表面，将材料曝露于高温一段很长时间后，然后再慢慢冷却的热处理制程。主要目的是释放应力、增加材料延展性和韧性、产生特殊显微结构等，具有调整基体组织、降低硬度、细化晶粒和消除内应力的特点。近年来，激光退火技术也成为半导体加工行业的一种新工艺，可大幅提高集成电路的集成度。
（四）激光冲击强化
激光冲击强化技术是利用强激光束产生的等离子冲击波，提高金属材料的抗疲劳、耐磨损和抗腐蚀能力的一种高新技术。它具有无热影响区、能量高效利用、超高应变率、可控性强以及强化效果显着等突出优点，还有更深的残余压应力、更好的微观组织和表面完整性、更好的热稳定性以及更长的寿命等特点。
近年来该技术获得了迅速发展，在航空航天和国防军工等领域大有用武之地，常用黑漆和铝箔等涂层材料保护工件并增强对激光能量的吸收。
（五）激光合金化
激光合金化是新型表面改性技术，针对航空材料不同服役条件，利用高能密度激光束加热冷凝速率快的特点，在结构件表面制备非晶单一纳米晶增强金属陶瓷复合涂层，实现航空材料表面改性。与激光熔覆相比，激光合金化使添加的合金元素和基材表层在液态下充分混合形成合金化层，而激光熔覆是预涂层全部熔化，基材表层微熔，熔覆层与基材形成冶金结合且成分基本不变。二者都用于提高钛合金表面耐磨、耐蚀和抗极化等性能。
二、激光增材制造技术
（一）激光熔覆
激光熔覆技术也是代表表面工程发展方向和水平的表面改性新技术之一。激光熔覆技术因无污染且制备出的涂层与基材呈冶金结合等优点已成为当代钛合金表面改性的研究热点。采用激光熔覆陶瓷涂层或陶瓷颗粒增强复合材料涂层是提高钛合金表面耐磨性的有效途径。根据实际工况要求选择合适的材料体系，采用激光熔覆技术可达最佳的工艺要求。激光熔覆技术可以修复各种失效零部件，如航空发动机叶片等。
激光表面合金化与激光表面熔覆不同之处在于，激光表面合金化是使添加的合金元素和基材表层在液态下充分混合而形成合金化层；而激光表面熔覆则是使预涂层全部熔化而基材表层微熔，从而使熔覆层与基材材料形成冶金结合而保持熔覆层的成分基本不变。激光合金化和激光熔覆技术主要用来提高钛合金的表面耐磨、耐蚀和抗级化等性能。
目前，激光熔覆技术已广泛应用于金属表面的修复改性，但传统激光熔覆虽然有柔性加工、异形修复、自定义增材等优势和特点，但工作效率偏低，对于部分生产领域中所要求的大规模快速生产加工需求，仍无法满足。为了满足大批量高速生产需求，提高熔覆工作效率，高速激光熔覆技术应运而生。
高速激光熔覆技术可实现致密无缺陷的熔覆层，熔覆层表面质量致密，与基材呈冶金结合，无开口性缺陷，表面光滑平整。不仅能够在回转体上进行加工，也能在平面和复杂曲面上进行加工。通过持续的技术优化，该技术可广泛应用于煤炭、冶金、海洋平台、造纸、民用家电、汽车、船舶、石油、航空航天行业，成为可替代传统电镀技术的一种绿色再制造工艺。
（二）激光雕刻
激光雕刻加工以数控技术为基础，利用高能量激光束投射到材料表面产生的热效应，使材料表面瞬间熔化和气化，实现清晰图案加工。激光雕刻就是运用激光在物件上面刻写文字，这种技术刻出的字无刻痕，物体表面光滑平整，字迹不易磨损。具有安全可靠、精确细致（精度可达 0.02mm）、节约环保、高速快捷、成本低廉等优势。
（三）激光 3D 打印
该工艺采用激光熔覆技术，使用激光照射喷嘴输送的粉末流，直接熔化单质或合金粉末，在激光束离开后，合金液体快速凝固，实现合金快速成型。已广泛应用于工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域。
三、激光电镀技术
激光电镀是新兴的高能束流电镀技术，它对微电子器件和大规模集成电路的生产和修补具有重大意义。目前，虽然激光电镀原理、激光消融、等离子激光沉积和激光喷射等方面仍处于研究阶段，但其技术已在实际应用中得以运用。当一种连续激光或脉冲激光照射在电镀池中的阴极表面时，不仅能大幅提高金属的沉积速度，而且可用计算机控制激光束的运动轨迹，从而得到预期的复杂几何图形的无屏蔽镀层。
激光电镀应用于实际主要基于以下两种特征：
（一）在激光照射区域的速度比在本体的电镀速度高得多（约103倍）；
（二）激光的控制能力强，可使材料的必要部分析出所需的金属量。普通电镀发生在整个电极基体上，电镀速度慢，难以形成复杂和精细的图案。采用激光电镀可把激光束调节到微米大小，在微米尺寸上进行无屏蔽描图。对于电路设计、电路修复和在微电子连接器部件上的局部沉积，这类型的高速描图愈来愈有实际意义。
与普通电镀相比，其优点是：
（1）沉积速度快，如激光镀金可达1μm/s，激光镀铜可达10μm/s，激光喷射镀金可达12μm/s，激光喷射镀铜可达50μm/s；
（2）金属沉积仅发生在激光照射区域，无需采用屏蔽措施便可得到局部沉积镀层，从而简化了生产工艺；
（3）镀层结合力大大提高；
（4）容易实现自动控制；
（5）节约贵金属；
（6）节省设备投资和加工时间。
