工程师该了解的激光切割指南
2018-07-17   704

什么是激光切割?

简单地说,一台数控(CNC)激光切割机使用相干光束切割材料,材料通常为金属板材,但也包括木材、金刚石、玻璃、塑料和硅材料。

起初,激光束是通过反射镜、透镜等光学元件引导传输的,现在更为常见的是使用光纤传输。透镜将光束聚焦到工作区域,从而将材料烧蚀、熔化或汽化掉。确切地说,材料所经历的加工过程取决于激光切割的类型。


从广义上讲,激光切割可分为两种类型:激光熔化切割和激光烧蚀切割。激光熔化切割是先在一定范围内熔化材料,并使用高压气流将熔融材料排出,形成一个开放的切口。相比之下,激光烧蚀切割采用脉冲激光逐层去除材料,它像凿子一样,只在微观尺度内用激光进行加工,这种方法让材料蒸发,而不是熔化。


还有另外两个关键因素可以区分激光熔化切割与激光烧蚀切割。


首先,激光烧蚀切割可用于在材料中进行局部切割,而激光熔化切割只能用于切穿整个材料。这是因为熔化切割使用的是连续激光,或是比烧蚀切割使用更长的脉冲激光(微秒或毫秒Vs. 纳秒),这会形成一个穿透金属整个深度的熔池。这种熔化的材料必须通过气流切割,否则它会停留在切口处、并在冷却后将切割边缘重新连接在一起。


区分这两种激光切割的第二个、也是更为重要的因素是速度。“金属板材切割(占据了切割行业的主要部分)通常是切割厚度为0.5~20mm的材料。”IPG Photonics公司高级应用科学家Rouzbeh Sarrafi说,“就当前的激光技术水平而言,激光熔化切割的速度要快得多;相比之下,激光烧蚀切割则需要消耗更多时间。”

起初,激光束是通过反射镜、透镜等光学元件引导传输的,现在更为常见的是使用光纤传输。透镜将光束聚焦到工作区域,从而将材料烧蚀、熔化或汽化掉。确切地说,材料所经历的加工过程取决于激光切割的类型。


从广义上讲,激光切割可分为两种类型:激光熔化切割和激光烧蚀切割。激光熔化切割是先在一定范围内熔化材料,并使用高压气流将熔融材料排出,形成一个开放的切口。相比之下,激光烧蚀切割采用脉冲激光逐层去除材料,它像凿子一样,只在微观尺度内用激光进行加工,这种方法让材料蒸发,而不是熔化。


还有另外两个关键因素可以区分激光熔化切割与激光烧蚀切割。


首先,激光烧蚀切割可用于在材料中进行局部切割,而激光熔化切割只能用于切穿整个材料。这是因为熔化切割使用的是连续激光,或是比烧蚀切割使用更长的脉冲激光(微秒或毫秒Vs. 纳秒),这会形成一个穿透金属整个深度的熔池。这种熔化的材料必须通过气流切割,否则它会停留在切口处、并在冷却后将切割边缘重新连接在一起。


区分这两种激光切割的第二个、也是更为重要的因素是速度。“金属板材切割(占据了切割行业的主要部分)通常是切割厚度为0.5~20mm的材料。”IPG Photonics公司高级应用科学家Rouzbeh Sarrafi说,“就当前的激光技术水平而言,激光熔化切割的速度要快得多;相比之下,激光烧蚀切割则需要消耗更多时间。”


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