工程師該了解的激光切割指南
2018-07-17   916

什么是激光切割?

簡單地說,一臺數控(CNC)激光切割機使用相干光束切割材料,材料通常為金屬板材,但也包括木材、金剛石、玻璃、塑料和硅材料。

起初,激光束是通過反射鏡、透鏡等光學元件引導傳輸的,現在更為常見的是使用光纖傳輸。透鏡將光束聚焦到工作區域,從而將材料燒蝕、熔化或汽化掉。確切地說,材料所經歷的加工過程取決于激光切割的類型。


從廣義上講,激光切割可分為兩種類型:激光熔化切割和激光燒蝕切割。激光熔化切割是先在一定范圍內熔化材料,并使用高壓氣流將熔融材料排出,形成一個開放的切口。相比之下,激光燒蝕切割采用脈沖激光逐層去除材料,它像鑿子一樣,只在微觀尺度內用激光進行加工,這種方法讓材料蒸發,而不是熔化。


還有另外兩個關鍵因素可以區分激光熔化切割與激光燒蝕切割。


首先,激光燒蝕切割可用于在材料中進行局部切割,而激光熔化切割只能用于切穿整個材料。這是因為熔化切割使用的是連續激光,或是比燒蝕切割使用更長的脈沖激光(微秒或毫秒Vs. 納秒),這會形成一個穿透金屬整個深度的熔池。這種熔化的材料必須通過氣流切割,否則它會停留在切口處、并在冷卻后將切割邊緣重新連接在一起。


區分這兩種激光切割的第二個、也是更為重要的因素是速度。“金屬板材切割(占據了切割行業的主要部分)通常是切割厚度為0.5~20mm的材料。”IPG Photonics公司高級應用科學家Rouzbeh Sarrafi說,“就當前的激光技術水平而言,激光熔化切割的速度要快得多;相比之下,激光燒蝕切割則需要消耗更多時間。”

起初,激光束是通過反射鏡、透鏡等光學元件引導傳輸的,現在更為常見的是使用光纖傳輸。透鏡將光束聚焦到工作區域,從而將材料燒蝕、熔化或汽化掉。確切地說,材料所經歷的加工過程取決于激光切割的類型。


從廣義上講,激光切割可分為兩種類型:激光熔化切割和激光燒蝕切割。激光熔化切割是先在一定范圍內熔化材料,并使用高壓氣流將熔融材料排出,形成一個開放的切口。相比之下,激光燒蝕切割采用脈沖激光逐層去除材料,它像鑿子一樣,只在微觀尺度內用激光進行加工,這種方法讓材料蒸發,而不是熔化。


還有另外兩個關鍵因素可以區分激光熔化切割與激光燒蝕切割。


首先,激光燒蝕切割可用于在材料中進行局部切割,而激光熔化切割只能用于切穿整個材料。這是因為熔化切割使用的是連續激光,或是比燒蝕切割使用更長的脈沖激光(微秒或毫秒Vs. 納秒),這會形成一個穿透金屬整個深度的熔池。這種熔化的材料必須通過氣流切割,否則它會停留在切口處、并在冷卻后將切割邊緣重新連接在一起。


區分這兩種激光切割的第二個、也是更為重要的因素是速度。“金屬板材切割(占據了切割行業的主要部分)通常是切割厚度為0.5~20mm的材料。”IPG Photonics公司高級應用科學家Rouzbeh Sarrafi說,“就當前的激光技術水平而言,激光熔化切割的速度要快得多;相比之下,激光燒蝕切割則需要消耗更多時間。”


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