激光制造业的发展使激光工艺能够替代传统工艺。Flexishaper 具有出色而灵活的整形性能。
激光切割与焊接简介
激光切割通常是一个相当简单和直接的过程：即使用高功率激光束聚焦成一块紧密光斑，同时瞄准工作表面，工件会吸收激光能量，继而将其转化为热量，使金属汽化或烧蚀，最终形成一个带熔化壁的孔洞。这一概念结合扫描仪或位移载物台，可以在任何所需路径上产生窄切口。FLEXISHAPER还增加了表面冷却和碎屑清洁技术，使系统更加完善。
令人惊讶的是，将两块金属板焊接一起与将一块金属分成多块背后的原理大致相同。激光焊接过程也类似于激光切割，是基于热力的工艺。有两种通用的激光焊接方式：热传导激光焊接和深熔激光焊接。两种方式之间的决定性因素是功率密度。
较低功率密度只能进行热传导激光焊接，光束沿着共同接头融化两块金属板之间的匹配部分。熔化的物质流动、凝结，形成焊缝。此过程也被称为“对接熔焊”，如添加另一种焊线材料，就会变成“钎焊”。此焊接过程中，焊缝深度最大值受工件热导率限制，焊缝宽度/深度的比率 > 1 。
获得高功率密度时，热量消散得不够快，导致工件汽化（较低功率密度的熔化则相反）。蒸发的金属或等离子体膨胀，从工件表面到焊缝深处形成一个小孔或隧道。
这一过程称为激光深熔焊接或小穿透型焊接。通过结合扫描仪或位移载物台移动光束穿过工件，就可以在所需路径中形成深而窄的焊缝。
焊接与切割整型的优点
焊接强度、熔深、质量和焊缝高度由加工参数决定，包括激光光斑的大小。例如，将一些激光能量转移到激光光斑周围的圆环中，可以减少飞溅，提高焊缝质量和强度。另一个例子是激光切割工艺。使用平顶光束整形器或 M 整形器时，可发现棱边质量得到改进，切口也少了。
总而言之，在加工过程中，光斑整形有了典型改进，包括：
- 在激光切割方面：
- 切割宽度（切口）
- 切割边缘质量（垂直度和条纹）
- 切割底面外观（熔渣）
- 在激光焊接方面：
- 焊缝角度
- 焊缝强度
- 热影响区 (HAZ)
于激光焊接与切割的光束整形器类型
焊接和切割过程中，有固定形状的光束整形器有很多种。主要类别：
- 折射光束整形器 – 如 Holo/Or 生产的宽带扩散器(BD)。该元件可从任意输入光束中高效形成形状清晰的同质光斑。
- 衍射扩散器——作为一种匀化器元件，可产生任何形状清晰的自由光斑形状，具有完美测角精度，且对对齐或集中公差并不敏感。该元件适用于低相干离散波长多模光束。
- 衍射光束整形器,又称“顶帽光束整形器”或“平顶光束整形器”——这种光束整形元件能形成形状规则的平顶光束，或者形成有限制的光强分布（例如有非常清晰的传输区域的C 整形器）。与高相干单模激光束一起使用时，该元件可呈现最佳光束整形效果。但使用时有些棘手，因为它对公差更敏感，因此需要更精确的组装。
- 涡旋相位板——作为一种衍射光学元件 (DOE)，可将高斯激光束转换为环形能量环。光学涡旋需要输入准直单模 (TEM00) 高斯输入光束, 再将其转换为 TEM01 轴对称模式。
灵活整形的需要
上述各类衍射光束整形器可为高功率加工（如激光焊接和切割）提供高质量整形与高成角稳定性。由于形状扁平，衍射光束整形器的“薄窗”结构体是刻蚀在微薄层上的，具有高LDT值，受温度影响较小，在所有系统操作条件都可进行稳定整形。
然而，标准DOE是一种无源光束整形器，能产生固定光斑形状。在激光切割与焊接中，许多任务通常由同一个系统执行，每个任务都在不同厚度（有时是不同材料）的不同工件上执行。这意味着某种激光形状对于一道工序来说是最佳的，但对另一道工序来说就不是。这就限制了无源整形器的实用性。
为满足扩大无源整形器实用性这一需求，Holo/or提出Flexishaper概念，使光斑形状或光斑形状内的强度分布得以控制。Flexishaper 是一款光学元件，在同一表面的不同区域包含多种光学功能，称为子孔径。它可以与光束切换装置组装在一起，将光束引导到所需区域的不同区域，也可安装在电动或旋转载物台上，或组装进扫描系统，引导光束通过不同的孔径。
使用Holo/Or 的 Flexishaper即可拥精准的光束形状，角度丝毫不差。单个组件也具有不同功能，甚至有连续可调功能，比如从光斑调到环形，再从环形调到光斑。这在焊接中显示出了巨大优势。
当然，还有其他可变光束整形器，种类繁多，其中包括动态光束整形器（如结构光调制器）。它们集各类整形功能于一身，却不能像DOE那样精确整形，通常也无法处理工业焊接过程中的高功率整形（>1kW)。Flexishaper的特色在于集各类DOE长处于一身，又能处理得更好，也更加灵活
