Левша и лазер

Вспоминается первое лучевое копье, пробившее лезвие безопасной бритвы. Тогда журналисты с воодушевлением возвестили о создании лазерной технологии. Они, пожалуй, немного поторопились. Изобретение орудия труда не создает технологии, подобно тому как изобретение рояля еще не рождает музыкального искусства и культуры. Технология есть продукт исторического творчества тысяч людей — грандиозная совокупность знаний, опыта, навыков, сохраняемых в человеческих головах и материализованных в средствах производства. В многоглавое здание современной технологии привнесли свои кирпичи поколения ученых, инженеров, мастеров, рабочих. Его строят длительно, упорно, всем миром, строят нескончаемо. Еще в каменном веке обнаружились технологические возможности лезвия, но они совершенствуются до сих пор, и конца этой работе не видно. Несомненно, что и вновь открытому инструменту — лазерному лучу предстоит совершенствоваться веками.

Инструментом новой технологии является лазерный луч, сконцентрированный в острый фокус. Микроскопический объектив формирует лучевое острие, под которым возникают сверхвысокие температуры и давления. Ему подчиняются любые материалы. Союз лазерного луча и микроскопической оптики с почти геральдическим лаконизмом выражает характернейший процесс научно-технической революции: наука становится производительной силой. Если раньше линзы микроскопа служили средством познания материи, то теперь они служат и орудием ее преобразования.

В возведении великанов современной техники выдающуюся роль играет сварка. На строительных площадках сваривают каркасы высотных сооружений, строго и правильно, как громадные кристаллы. Электрические дуги порхают среди стоек и стропил, словно это клетки, где живут жар-птицы. Но все шире развивается в мире и микростроительство — воздвижение дворцов на острие иглы — кристаллические схемы микроэлектроники. Здесь также работает сварка, но не дуговая, а лазерная. Можно наблюдать через окуляр, как лазерные вспышки, озаряя грани кремниевых кристалликов, сваривают тоненькие, как реснички инфузории, проволочные отведения от микроэлектронных схем.

Вот станок, который можно встретить на часовых заводах. Он в одно мгновение производит головоломную операцию — прикрепляет к оси колесика балансира трепетную, тонкую пружинку-волосок. Раньше ее крепили еле видимой шпоночкой, воскрешая легендарное искусство Левши. Сейчас это проделывают на лазерном станке. Осторожно совмещают с перекрестием оптического прицела место стыка волоска и оси. Нажим кнопки... Метко ударяет лучевое копье, и пружинка и ось крепко свариваются. Есть лазерные сварочные аппараты покрупнее. Они сваривают детали, помещающиеся на ладони. Состыкованные детали движутся под микроскопической оптикой, фокусирующей дробные очереди лазерных импульсов. Лучевое острие как бы пританцовывает над металлом, как игла швейной машинки. За ней тянется строгий ювелирный сварочный шов, примиряющий самые несовместимые металлы. Ведь для сварщика, как и для хирурга при трансплантации, несовместимость есть проблема номер один! Вот стержни твердотельных лазеров, генерирующих мощные импульсы надежно и неутомимо, — жезл из неодимового стекла, напоминающего аметист, и новейшее творение синтетической минералогии — иттриевый гранат, обладающий помпезным блеском алмаза.

Можно поддать струю кислорода в лазерный фокус, и тогда лучевой инструмент сказочно преобразится: «швейная игла» превратится в скальпель, которому во всем подчиняются материалы. Так родился новый принцип технологии: лазерно-кислородная резка. Линзы, фокусирующие луч лазера, превращаются в могучее зажигательное стекло.

Вот лучевое острие вырезает сложный узор на нежном шелке. Удивительно, что края замысловатой выкройки совершенно не замахрились: жаркий луч запекал концы волокон. Создано гибкое исполнительное звено автоматизации закройных работ, одинаково деликатно обращающееся и с сукном и с тюлем. В роли «закройщика из Торжка» выступит электронный автомат. Стальной лист, помещенный на место ткани, разделяет участь шелка: луч лазера врезается в него, как в масло, только острый снопик искр брызжет с тыльной стороны листа. Не выдерживает даже несгораемая асбоцементная плитка: лучевой нож разрезает ее тонким, как гравюрный штрих, разрезом, словно насмехаясь над извечной иерархией стойкости.

В мире лазерной резки уже есть свои великаны и карлики. Миниатюрен станок для расчленения ситалловых панелей микроэлектронных схем. Вот станок-исполин, занимающий целый зал. Он обладает всеми внешними признаками координатно-фрезерного станка — обширным столом, подвижной мостовой фермой, свободно перемещающей микроскопическую головку по всему операционному полю. Но была здесь одна незримая деталь — инфракрасный луч, преломляемый системой зеркал. Оператор с опаской вводил асбест в невинное на вид пространство, и свечение лазерного луча проявлялось пламенно и грозно — на асбесте разгоралось жаркое пятно.

Командует станком автомат — электронный рисовальщик — молчаливый шкаф программного цифрового управления. Он дает команды шаговым двигателям, роторы которых движутся с точностью часовых стрелок. Может взять на себя операторские функции и давно известное фотоэлектрическое устройство, умеющее читать чертежи. Читающая головка ползет вдоль паутинки чертежной линии, и ее движения копирует лазерная головка, ведущая раскрой какого-нибудь несокрушимого листа. Тут работают газовые лазеры непрерывного действия. Но где они, куда они спрятались? Ведь могучий газовый лазер — не иголка, а лежащая колонна многометровой длины. Здесь он обрел компактное конструктивное решение. Протяженная колонна лазера сложена коленами, как складной карманный метр, а в коленах поставлены оптические призмы, совершающие поворот луча. Мощный лазер вписался в габариты станка, затаился в его недрах как гигантский питон...

Лазерными методами решается ныне технологическая проблема громадной значимости. Публицисты справедливо замечают, что проводами опутан весь земной шар. Инженеры добавляют, что еще больше проводов в обмотках электрических машин и приборов. Провода образуют нервную сеть современной цивилизации и, пожалуй, ее мышечную систему. Исчезни провод, и цивилизацию скует паралич. Когда дело касается производства проволоки, человечество готово идти на все — даже вставляет алмазы в волочильные станы. Речь идет о фильере — алмазном очке, сквозь которое ведется волочение проволоки. Алмаз появился тут не случайно. Скорости современного волочения приводят к стремительному истиранию фильеры, даже если она выполнена из сверхтвердого сплава. Необходим материал высшей стойкости — алмаз. Его нужно точно обработать, просверлить в нем канал, обладающий сложной анатомией.

Было бы неверным утверждать, что сегодня эта работа ведется методами, унаследованными из каменного века. Нет, к сверлению алмаза привлечены новейшие научные достижения — ультразвук, электроискровая обработка, магия электрохимии. Но ничто не может сравниться здесь с лазером. Для лазера и алмаз нипочем! Лучевое острие долбит алмаз, как дятел дерево. Только легкий голубой дымок курится над кристаллом. А поэтому производство алмазных фильер непринужденно переходит на лазерную технологию. На заводах почти все прочие станки заменяются лазерными станками. Лазерная технология становится достоянием широкой рабочей массы. Эта творческая среда постепенно превращается в важную движущуюся силу новой технологии. Процесс закономерный.

Только тот, кто ежедневно склоняется над станком, может в тонкостях ощутить все эффекты встречи лазерного луча с прозрачной средой алмаза. Здесь рождаются рационализаторские предложения, поистине революционные. Умелец, родившийся в кузнице, вдохновенно творит в лазерном цехе. Рядом с учеными — создателями лазерной техники — изобретают рабочие — новаторы лазерной технологии.

Совсем недалек тот день, когда на заводе будут работать одни лазеры. Эффект от их внедрения поразителен. Лазерная технология все шире простирает руки свои. Потому что, Как писал Энгельс, «последствия раз данного толчка в области промышленности бесконечны. Движение одной отрасли промышленности передается всем остальным».