激光切割技術的應用、優點、原理及發展方向

激光切割是激光加工行業(ye) 中最重要的一項應用技術，它占整個(ge) 激光加工業(ye) 的70%以上。

激光切割是當前世界上先進的切割工藝，由於(yu) 它具備精密製造、柔性切割、異型加工、一次成形、速度快、效率高等優(you) 點，所以在工業(ye) 生產(chan) 中解決(jue) 了許多常規方法無法解決(jue) 的難題，激光能切割大多數金屬材料和非金屬材料。

激光切割技術的應用

1、工藝禮品

可以在木、竹、大理石、有機板、雙色板、皮革等材料上雕刻各種精美圖案和文字，製作工藝品、紀念品。

2、建築模型製作行業(ye)

雕刻/切割模型的牆麵、門窗、屋頂、地麵、植被等。

3、標識、標牌、獎牌

可以在雙色板、木製品、鍍膜金屬等多種材料上雕刻/切割，對不同灰度級的背景圖案自動產(chan) 生不同的“漏色”效果，特別適合於(yu) 著色或塗漆，應用非常廣泛。

4、服裝加工

可以在皮革、服裝加工業(ye) 中進行任何複雜圖案的刻花、切割、雕刻、鏤空；電腦繡花裁剪。

5、木材、家具

可在各種竹、木、家具上進行圖案、文字的雕刻等。

6、有機玻璃切割

使用有機玻璃材料做切割，邊緣光滑無需再次拋光。

7、影像雕刻

獨具精細的圖文雕刻和影像雕刻本領，同類產(chan) 品無與(yu) 倫(lun) 比。 可以在竹木製品、亞(ya) 克力、皮革、大理石、水晶等等材料上雕刻逼真的照片。

8、球麵、圓柱體(ti) 雕刻

可以在球麵、圓柱體(ti) 上進行360度旋轉雕刻，滿足您個(ge) 性化的需求

9、其他行業(ye)

印刷包裝、裝潢、電子、電器、塑料製品、食品醫藥等行業(ye) 所需的雕刻、標記等。

激光切割技術的優點

1、精度高:定位精度0.05mm，重複定位精度0.02mm。

2、切縫窄:激光束聚焦成很小的光點，使焦點處達到很高的功率密度，材料很陝加熱至氣化程度，蒸發形成孔洞。隨著光束與(yu) 材料相對線性移動，使孔洞連續形成寬度很窄的切縫。切口寬度一般為(wei) 0.10-0.20ram。

3、切割麵光滑:切割麵無毛刺，切口表麵粗糙度一般控製在Ral2.5；A內(nei) 。

4、速度快:切割速度可達lOm/min，最大定位速度可達70m/m/n，比線切割的速度快很多。

5、切割質量好:無接觸切割，切邊受熱影響很小，基本沒有工件熱變形，完全避免材料衝(chong) 剪時形成的塌邊，切縫一般不需要二次加工。

6、不損傷(shang) 工件:激光切割頭不會(hui) 與(yu) 材料表麵相接觸，保證不劃傷(shang) 工件。

7、不受被切材料的硬度影響:激光可以對鋼板、不鏽鋼、鋁合金板、硬質合金等進行加工，不管什麽(me) 樣的硬度，都可以進行無變形切割。

8、不受工件外形的影響:激光加工柔性好，可以加工任意圖形，可以切割管材及其他異型材。

9、可以對非金屬進行切割加工:如塑料、木材、PVC、皮革、紡織品和有機玻璃等。

10、節約模具投資:激光加工不需模具，沒有模具消耗，無須修理模具，節約更換模具時間，從(cong) 而節省了加工費用，降低了生產(chan) 成本，尤其適合大件產(chan) 品的加工。

11、節省材料:采用電腦編程，可以把不同外形的產(chan) 品進行整張板材料套裁，最大限度地提高材料的利用率。

12、縮短了新產(chan) 品製造周期:新產(chan) 品試製，數量小，結構不確定、隨時會(hui) 改動，根本不能出模具，激光切割機大大縮短了新產(chan) 品製造周期，減少了模具投入。

激光切割技術的原理

1、在激光束能量作用下（氧助切割機製下，還要加上噴氧氣與(yu) 到達燃點的金屬 發生放熱反應放出的熱量），材料表麵被迅速（ms範圍）加熱到幾千乃至上萬(wan) 度（℃）而熔化或汽化，隨著汽化物逸出和熔融物體(ti) 被輔助高壓氣體(ti) （氧氣或氮氣等惰性氣體(ti) ）吹走，切縫便產(chan) 生了。脈衝(chong) 激光適用於(yu) 金屬材料，連續激光適用於(yu) 非金屬材料，後者是激光切割技術的重要應用領域。

2、激光切割是利用高功率密度的激光束掃描過材料表麵，在極短時間內(nei) 將材料加熱到幾千至上萬(wan) 攝氏度，使材料熔化或氣化，再用高壓氣體(ti) 將熔化或氣化物質從(cong) 切縫中吹走，達到切割材料的目的。

3、該技術采用激光束照射到鋼板表麵時釋放的能量來使不鏽鋼熔化並蒸發。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率為(wei) 500～2500瓦。該功率的水平比許多家用電暖氣所需要的功率還低，但是，通過透鏡和反射鏡，激光束聚集在很小的區域。能量的高度集中能夠進行迅速局部加熱，使不鏽鋼蒸發。此外，由於(yu) 能量非常集中，所以，僅(jin) 有少量熱傳(chuan) 到鋼材的其它部分，所造成的變形很小或沒有變形。利用激光可以非常準確地切割複雜形狀的坯料，所切割的坯料不必再作進一步的處理。

4、激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表麵使材料熔化，同時用與(yu) 激光束同軸的壓縮氣體(ti) 吹走被熔化的材料，並使激光束與(yu) 材料沿一定軌跡作相對運動，從(cong) 而形成一定形狀的切縫。從(cong) 二十世紀七十年代以來隨著CO2激光器及數控技術的不斷完善和發展，目前已成為(wei) 工業(ye) 上板材切割的一種先進的加工方法。在五、六十年代作為(wei) 板材下料切割的主要方法中：對於(yu) 中厚板采用氧乙炔火焰切割；對於(yu) 薄板采用剪床下料，成形複雜零件大批量的采用衝(chong) 壓，單件的采用振動剪。七十年代後，為(wei) 了改善和提高火焰切割的切口質量，又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。為(wei) 了減少大型衝(chong) 壓模具的製造周期，又發展了數控步衝(chong) 與(yu) 電加工技術。各種切割下料方法都有其有缺點，在工業(ye) 生產(chan) 中有一定的適用範圍。

激光切割技術的發展方向

1、伴隨著激光器向大功率發展以及采用高性能的CNC及伺服係統，使用高功率的激光切割可獲得高的加工速度，同時減小熱影響區和熱畸變；所能夠切割的材料板厚也格進一步地提高，高功率激光可以通過使用Q 開關(guan) 或加載脈衝(chong) 波，從(cong) 而使低功率激光器產(chan) 生出高功率激光。

2、根據激光切割工藝參數的影響情況，改進加工工藝，如：增加輔助氣體(ti) 對切割熔渣的吹力；加入造渣劑提高熔體(ti) 的流動性；增加輔助能源，並改善能量之間的耦合；以及改用吸收率更高的激光切割。

3、激光切割將向高度自動化、智能化方向發展。將CAD/CAPP/CAM[4]以及人工智能運用於(yu) 激光切割，研製出高度自動化的多功能激光加工係統。

4、根據加工速度自適應地控製激光功率和激光模式或建立工藝數據庫和專(zhuan) 家自適應控製係統使得激光切割整機性能普遍提高。以數據庫為(wei) 係統核心，麵向通用化CAPP開發工具，對激光切割工藝設計所涉及的各類數據進行分析，建立相適應的數據庫結構。

5、向多功能的激光加工中心發展，將激光切割、激光焊接以及熱處理等各道工序後的質量反饋集成在一起，充分發揮激光加工的整體(ti) 優(you) 勢。

6、隨著Internet和WEB技術的發展，建立基於(yu) WEB的網絡數據庫，采用模糊推理機製和人工神經網絡來自動確定激光切割工藝參數，並且能夠遠程異地訪問和控別激光切割過程成了不可避免的趨勢。

7、三維高精度大型數控激光切割機及其切割工藝技術，為(wei) 了滿足汽車和航空等工業(ye) 的立體(ti) 工件切割的需要，三維激光切割機正向高效率、高精度、多功能和高適應性方向民展，激光切割機器人的應用範圍將會(hui) 愈來愈大。激光切割正向著激光切割單元FMC、無人化和自動化方向發展。

激光切割技術清潔、安全、無汙染，大大改善了操作人員的工作環境，當然就精度和切口表麵粗糙度而言，CO2激光切割不可能超過電加工；就切割厚度而言難以達到火焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優(you) 點足以證明：CO2激光切割已經和正在取代一部分傳(chuan) 統的切割工藝方法，特別是各種非金屬材料的切割。它是發展迅速，應用日益廣泛的一種先進加工方法。