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激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切

  激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割与其他热切割方法相比较,具体优势可概括为如下几个方面:

  切割质量好:由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快,因此激光切割能够获得较好的切割质量。①激光切割切口细窄,切缝两边平行并且与表面垂直,切割零件的尺寸精度可达±0.05mm。②切割表面光洁美观,表面粗糙度只有几十微米,甚至激光切割可以作为最后一道工序,无需机械加工,零部件可直接使用。③材料经过激光切割后,热影响区宽度很小,切缝附近材料的性能也几乎不受影响,并且工件变形小,切割精度高,切缝的几何形状好,切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。

  切割效率高:由于激光的传输特性,激光切割机上一般配有多台数控工作台,整个切割过程可以全部实现数控。操作时,只需改变数控程序,就可适用不同形状零件的切割,既可进行二维切割,又可实现三维切割。

  切割速度快:用功率为1200W的激光切割2mm厚的低碳钢板,切割速度可达15000px/min;切割5mm厚的聚丙烯树脂板,切割速度可达30000px/min。材料在激光切割时不需要装夹固定,既可节省工装夹具,又节省了上、下料的辅助时间。

  非接触式切割:激光切割时割炬与工件无接触,不存在工具的磨损。加工不同形状的零件,不需要更换“刀具”,只需改变激光器的输出参数。激光切割过程噪声低,振动小,无污染。

  切割材料的种类多:与氧乙切割和等离子切割比较,激光切割材料的种类多,包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。但是对于不同的材料,由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同,表现出不同的激光切割适应性。

  综上,从市场情况看,激光加工市场稳步增长,在宏观经济和工业需求疲软的背景下,激光加工装备凭借其在高端加工市场中的业务需求仍然保持了行业规模的稳健增长,在技术领域,激光加工较于传统机床切削加工和其他热加工,具有多重技术优势,与高端加工市场要求的高精度、低磨损、高效率等要求相吻合

  首先,光束圆度和强度分布不均一,造成切口宽度沿加工方向有所不同。解决的方法是进行光轴调整或清洗光学部件。其次,被加工物受热膨胀会引起加工形状长方向尺寸变短的情况。尺寸精度虽然在要求范围内,但由于热变形等原因会造成发生翘曲。加工铝、铜、不锈钢等时非常显著,它受到线膨胀系数、热容量等物性的影响。就加工形状来说,纵横比越大,翘曲量就越大。采用低热量加工条件以及加工线路等在加工程序上下工夫,但还没有完全解决问题。加工板件所拥有的残余应力对翘曲和尺寸误差也有影响,所以我们需要对加工程序始终保持一定的配置方向。加工很多孔时,孔与孔之间的间距精度会出现偏差。由于在热膨胀情况下开孔,冷却收缩后,间距变小。我们可以在程序中补正收缩部分的精度或者灵活运用形状缩放功能。

  大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。脉冲激光适用于金属材料,连续激光适用于非金属材料,后者是激光切割技术的重要应用领域。激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。在六十年代作为板材下料切割的主要方法中:对于中厚板采用氧乙火焰切割;对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。

  适应了国际服装生产技术潮流所以激光加工技术以及设备正在以惊人的速度在服装行业内得到推广和普及。激光切割过程中,不会使布料变形或起皱,激光切割尺寸精度高,激光切割形状可随着图稿进行任意更改,增加了设计的实用性和创造性。另外,激光切割技术是用“激光刀”代替金属刀,激光切割任何面料,能瞬间将切口熔化并凝固,缝隙小、精确度高达到自动“锁边”的功能。传统工艺用刀模切割或热加工,切口易脱丝、发黄、发硬。激光雕刻是利用软件技术,按设计图稿输入数据进行自动雕刻。激光雕刻是激光加工技术在服装行业中运用最成熟、最广泛的技术,能雕刻任何复杂图形标志,还可以进行射穿的镂空雕刻和表面雕刻,从而雕刻出深浅不质感不同、具有层次感和过渡颜色效果的各种图案。

  主要产品则包括各类激光打标机、焊接机、切割机、划片机、雕刻机、热处理机、三维成型机以及毛化机等。这类产品已经或正在进入各工业领域。从全球激光产品的应用领域来看,材料加工行业仍是其主要的应用市场,占比为35.2%;通信行业排名第二,其所占比重为30.6%;另外,数据存储行业占据第三位,其所占比重为12.6%。2011年,全球激光工业加工设备销售额获得了强劲的两位数增长。据《工业激光解决方案》(ILS)的数据显示,2011年全球激光系统销售收入70.60亿美元,同比增长16%,其中,激光器销售收入19.56亿美元,同比增长18%。2011年,激光应用各领域的增长同比有所放缓,但在智能手机、平板电脑、3D电视、触摸屏、LED及TFTLCD等产品的带动下。

  激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标有雕刻和掩模成像两种方式:掩模式打标用激光把模版图案成像到工件表面而烧蚀出标记。雕刻式打标是一种高速全功能打标系统。激光束经二维光学扫描振镜反射后经平场光学镜头聚焦到工件表面,在计算机控制下按设定的轨迹使材料汽化,可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,激光标记是永久性的,不易磨损,这对产品的防伪有特殊的意义。已大量用在给电子元器件、集成电路打商标型号、给印刷电路板打编号等。紫外波段激光技术发展很快,由于材料在紫外波激光作用下发生电子能带跃迁。

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