與傳統(tǒng)的氧乙、等離子等切割工藝相比，激光切割速度快、切縫窄、熱影響區(qū)小、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑，同時(shí)可激光切割的材料種類多，包括碳鋼、不銹鋼、合金鋼、木材、塑料、橡膠、布、石英、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等。隨著焦點(diǎn)與材料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫，完成材料的切割[1]。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，激光切割技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電力、五金以及電器等領(lǐng)域。近年來，激光切割技術(shù)正以前所未有的速度發(fā)展，每年都以15%~20%的速度增長(zhǎng)。我國(guó)自1985年以來，更是以每年近25%的速度增長(zhǎng)。當(dāng)前，我國(guó)激光切割技術(shù)的整體水平與先進(jìn)國(guó)家相比還存在著不小的差距，因此，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)激光切割技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用空間[1]  。

激光切割機(jī)在切割過程中，光束經(jīng)切頭的透鏡聚焦成一個(gè)很小的焦點(diǎn)，使焦點(diǎn)處達(dá)到高的功率密度，其中切頭固定在z軸上。切割時(shí)，激光光束是以錐形向下的，這時(shí)如果切割的工件的厚度非常大，切割的精度就會(huì)降低，則切出來的縫隙就會(huì)非常大。這時(shí)，光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量，材料很快被加熱到熔化與汽化溫度，與此同時(shí)，一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出，形成材料切割的孔洞。隨著焦點(diǎn)與材料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫，完成材料的切割[1]  。

當(dāng)前，激光切割機(jī)的外光路部分主要采用的是飛行光路系統(tǒng)。沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象（使用溫度-196℃～800℃）。從激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)過反射鏡1、2、3到達(dá)切頭上的聚焦透鏡，聚焦后在待加工材料表面形成光斑。其中反射鏡片1固定在機(jī)身上不動(dòng)；橫梁上反射鏡2隨著橫梁的運(yùn)動(dòng)作x向運(yùn)動(dòng)；z軸上的反射鏡片3隨z軸的運(yùn)動(dòng)作y向的運(yùn)動(dòng)。從圖中不難看出，在切割過程中，隨著橫梁作x向運(yùn)動(dòng)，z軸部分作y向運(yùn)動(dòng)，光路的長(zhǎng)度時(shí)刻發(fā)生著變化[1]  。

目前，民用激光發(fā)生器由于制造成本等原因，所發(fā)出的激光光束都具有一定的發(fā)散角，呈“錐形”。2(MPa)≥205伸長(zhǎng)率δ5(%)≥40斷面收縮率ψ(%)≥60硬度：≤187HBW。當(dāng)“錐形”的高度改變時(shí)（相當(dāng)于激光切割機(jī)光路長(zhǎng)度改變），聚焦透鏡表面的光束橫截面面積也隨之改變。此外，光還具有波的性質(zhì)，因此，不可避免地會(huì)出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，衍射會(huì)使光束在傳播過程中發(fā)生橫向擴(kuò)展，該現(xiàn)象存在于所有的光學(xué)系統(tǒng)中，能夠決定這些系統(tǒng)在性能方面的理論極限值。由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用，當(dāng)光路長(zhǎng)度變化時(shí)，作用在透鏡表面的光束直徑時(shí)刻發(fā)生著變化，這就會(huì)引起焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度的變化，但對(duì)焦點(diǎn)位置的影響很小。如果焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度在連續(xù)加工中發(fā)生變化，必然會(huì)對(duì)加工產(chǎn)生很大影響，比如，會(huì)造成切割縫寬度不一致、在相同切割功率下會(huì)割不透或燒蝕板材等[1]  。

CO2激光切割技術(shù)

YAG（釔鋁石榴石晶體）激光器屬固體激光，可激發(fā)脈沖激光或連續(xù)式激光，發(fā)射之激光為紅外線波長(zhǎng) 1.064μm。

FPC紫外型

紫外激光切割機(jī)是采用紫外激光的切割系統(tǒng)，利用紫外光的特點(diǎn)，比傳統(tǒng)長(zhǎng)波長(zhǎng)切割機(jī)具有更高精度和更好的切割效果。利用高能量的激光源以及控制激光光束可以有效提高加工速度并和得到更的加工結(jié)果。

紫外激光切割機(jī)可對(duì)柔性線路板和有機(jī)覆蓋膜進(jìn)行精密切割而無需特別的壓力和模具固定。采用振鏡掃描和直線電機(jī)兩維工作臺(tái)聯(lián)運(yùn)動(dòng)方式，不因形狀復(fù)雜、路徑曲折而增加加工難度。

行業(yè)應(yīng)用

金屬激光切割機(jī)應(yīng)用是非常廣泛的，囊括了很多行業(yè)，并且是很多企業(yè)必須必備的設(shè)備之一，其中有廣告標(biāo)牌制作（這些主要是些不銹鋼的LOGO和標(biāo)識(shí)切割），鈑金加工（鈑金加工基本囊括了所有的金屬材料，這些一般主要是有折彎，打磨等，切割就是其中最重要的一道工序），機(jī)箱機(jī)柜制作（這方面一般有用到碳鋼或者不銹鋼方面，也主要是折彎跟切割2個(gè)切割工藝流程），彈簧（屬于精加工的過程了），地鐵零件，還有電梯外殼的制作奧，機(jī)械設(shè)備外殼啊，還有廚房廚具（不銹鋼居多點(diǎn)），其中超越激光的激光切割機(jī)設(shè)置還參與了神七神八飛船的制作，這些其實(shí)涉及到各個(gè)方面。因此說，磁石雖能基本區(qū)別鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼，但不能正確區(qū)分一些特殊性質(zhì)的鋼種，更不能區(qū)分具體的鋼號(hào)。廣泛應(yīng)用于鈑金加工、廣告標(biāo)牌字制作、高低壓電器柜制作、機(jī)械零件、廚具、汽車、機(jī)械、金屬工藝品、鋸片、電器零件、眼鏡行業(yè)、彈簧、電路板、電水壺、療微電子、五金、刀量具等行業(yè)。

材料分析

隨著激光切割技術(shù)的發(fā)展，激光切割運(yùn)用的領(lǐng)域也越來越廣泛，適用的材料也越來越多。但是不同的材料具有不同的特性，所以在使用激光切割時(shí)需要注意的事項(xiàng)也不同。

結(jié)構(gòu)鋼

該材料用氧氣切割時(shí)會(huì)得到較好的結(jié)果。當(dāng)用氧氣作為加工氣體時(shí)，切割邊緣會(huì)輕微氧化。激光切割機(jī)的用途激光切割機(jī)—切割樣品(5張)可以切割的材料有很多，激光切割機(jī)可以對(duì)亞克力、木板、布料、皮革、金屬等進(jìn)行切割，根據(jù)功率幅面的大小可以用在不同的行業(yè)。對(duì)于厚度達(dá)4mm的板材，可以用氮?dú)庾鳛榧庸怏w進(jìn)行高壓切割。這種情況下，切割邊緣不會(huì)被氧化。厚度在10mm以上的板材，對(duì)激光器使用特殊極板并且在加工中給工件表面涂油可以得到較好的效果。

不銹鋼

切割不銹鋼需要：使用氧氣，在邊緣氧化不要緊的情況下；使用氮?dú)庖缘玫綗o氧化無毛刺的邊緣，就不需要再作處理了。在板材表面涂層油膜會(huì)得到更好的穿孔效果，而不降低加工質(zhì)量。

鋁

盡管有高反射率和熱傳導(dǎo)性，厚度6mm以下的鋁材可以切割，這取決于合金類型和激光器能力。當(dāng)用氧切割時(shí)，切割表面粗糙而堅(jiān)硬。對(duì)于薄板采用剪床下料,成形復(fù)雜零件大批量的采用沖壓，單件的采用振動(dòng)剪。用氮?dú)鈺r(shí)，切割表面平滑。純鋁因?yàn)槠涓呒兎浅ｋy切割，只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時(shí)候才能切割鋁材。否則反射會(huì)毀壞光學(xué)組件。

鈦

鈦板材用氣和氮?dú)庾鳛榧庸怏w來切割。其它參數(shù)可以參考鎳鉻鋼。

銅和黃銅

兩種材料都具有高反射率和非常好的熱傳導(dǎo)性。厚度1mm以下的黃銅可以用氮?dú)馇懈?；厚?mm以下的銅可以切割，加工氣體必須用氧氣。只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時(shí)候才能切割銅和黃銅。否則反射會(huì)毀壞光學(xué)組件。

合成材料

切割合成材料時(shí)要牢記切割的危險(xiǎn)和可能排放的危險(xiǎn)物質(zhì)。可加工的合成材料有：熱塑性塑料、熱硬化材料和人造橡膠。

有機(jī)物

在所有有機(jī)物切割中都存在著著火的危險(xiǎn)（用氮?dú)庾鳛榧庸怏w，也可以用壓縮空氣作為加工氣體）。木材、皮革、紙板和紙可以用激光切割，切割邊緣會(huì)燒焦（褐色）。