什么是激光切割？定義、類型、特點、用途
定義
激光切割 是一種熱切割方法，利用聚焦的高功率密度激光束照射被切割材料，使材料迅速升溫并達到燃點，然后熔化、燒蝕、汽化和蒸發(fā)形成孔洞。當光束穿過材料時，孔洞不斷擴大，形成越來越窄的切縫，同時，熔融的材料被高壓工作氣體吹走，完成光滑干凈的切口。
原則
激光是利用物質(zhì)激發(fā)產(chǎn)生光束，這束光束具有很強的溫度，當接觸到材料時，能很快的在材料表面熔化，形成孔洞，根據(jù)定位點的移動，形成切割。與傳統(tǒng)的切割方式相比，這種切割方式的縫隙更小，能節(jié)省大部分的材料，但是根據(jù)切割效果來分析，按照激光切割的材料，切割效果令人滿意，精度也很高，這除了繼承了激光的優(yōu)點之外，也是普通切割方式無法比擬的。
類型
激光切割有四類：氣化切割、熔化切割、氧氣切割、劃線和控制斷裂。
1、激光汽化切割
利用高能量密度的激光束加熱工件，溫度迅速上升，在很短的時間內(nèi)達到材料的沸點，材料開始汽化形成蒸汽。這些蒸汽的噴出速度非常大，在蒸汽噴出的同時，在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割需要很大的功率和功率密度。
汽化切割多用于極薄的金屬材料和非金屬材料（如紙張、布料、木材、塑料和橡膠等）。
2.激光熔化切割
熔化切割是利用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴噴入非氧化性氣體（Ar、He、N等），利用氣體的強大壓力將液態(tài)金屬排出，形成切口。激光熔化切割不需要將金屬完全氣化，所需能量僅為氣化切割的1/10。
熔化切割多用于不易氧化或活性的金屬材料，如不銹鋼、鈦??、鋁及其合金等。
3.激光氧氣切割
激光氧切割的原理與氧乙炔切割相似，它采用激光束作為預熱熱源，以氧氣等活性氣體作為切割氣體。一方面，吹出的氣體與切割金屬發(fā)生氧化反應，放出大量的氧化熱；另一方面，將熔融的氧化物和熔體從反應區(qū)吹出，在金屬中形成切口。由于切割過程中氧化反應產(chǎn)生大量的熱量，激光氧切割所需的能量僅為熔化切割的1/2，切割速度比汽化切割和熔化切割快得多。激光氧切割多用于碳鋼、鈦鋼、熱處理鋼等易氧化的金屬材料。
4. 激光劃線與控制斷裂
激光劃線是利用高能量密度的激光掃描脆性材料表面，使材料受熱蒸發(fā)出小溝槽，再施加一定的壓力，脆性材料就會沿著小溝槽開裂。劃線用的激光器一般都是Q開關(guān)和 CO2 激光器相比，SR AOM 能在一些汽車、電子、照明和包裝行業(yè)的薄膜材料加工上，提供更優(yōu)秀的處理結(jié)果。
斷裂控制是利用激光切槽產(chǎn)生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應力，并沿著微小的溝槽使材料斷裂。
產(chǎn)品優(yōu)勢
與其他熱切割方法相比，激光切割具有切割速度快、質(zhì)量高的特點。具體概括為以下幾個方面。
1、切割質(zhì)量好
由于切割點小，能量密度高，切割速度快，因此可以獲得較高的切割質(zhì)量。
a.切割切口窄，切縫兩側(cè)平行且垂直于表面，切割件尺寸精度可達±0.05mm。
b.切割面光滑干凈，表面粗糙度僅為幾十微米，不需機械加工，零件可直接使用。
c.材料經(jīng)激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的性能幾乎不受影響，且工件變形小，切割精度高，切縫幾何形狀好，切縫截面形狀為較為規(guī)則的矩形。
2、切割效率高
由于傳動的特點，激光切割機一般都配有多個數(shù)控工作臺，整個切割過程可實現(xiàn)全數(shù)控控制，操作時只需要改變數(shù)控程序，便可適用于不同形狀零件的切割，既可進行二維切割，又可進行三維切割。
3、切割速度快
使用功率為 1 的激光200W 切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達600cm/min；切割5mm厚的聚丙烯樹脂板，切割速度可達1200cm/min。切割時材料不需裝夾固定，既可節(jié)省工裝夾具，又可節(jié)省上下料輔助時間。
4.非接觸切割
割炬與工件無接觸，無刀具磨損，加工不同形狀的零件，無須更換“刀具”，只需改變激光的輸出參數(shù)即可，切割過程噪音低、振動小、無污染。
5.切削材料種類繁多
與氧乙炔切割、等離子切割相比，激光可切割的材料種類很多，包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復合材料、皮革、木材、纖維等，但不同材料由于熱物理性質(zhì)不同，對激光的吸收率也不同，對激光切割的適應性也不同。
應用
激光切割機大多采用CNC程序控制或制成切割機器人，作為一種精密的加工方式，激光可以切割幾乎所有的材料，包括二維切割或薄金屬板的三維切割。
在汽車制造領(lǐng)域，汽車頂窗等空間曲線的切割技術(shù)得到了廣泛的應用。德國大眾公司采用功率為 500W 可切割形狀復雜的機體板材和各種曲面零件。在航空航天領(lǐng)域，激光技術(shù)用于切割特殊航空材料，如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復合材料、塑料、陶瓷和石英等。激光切割的航空航天零件包括發(fā)動機火焰筒、鈦合金薄壁機殼、飛機框架、鈦合金蒙皮、機翼桁架、尾翼壁板、直升機主旋翼、航天飛機陶瓷隔熱瓦等。
激光切割技術(shù)在非金屬材料領(lǐng)域也有應用，不但可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；還可以對柔性材料進行切割加工，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光切割服裝，可節(jié)省服裝10%～12%，提高效率3倍以上。
趨勢
1、激光切割機將繼續(xù)劃時代的產(chǎn)品革命。
激光源是切割機的核心部件，也是決定激光切割機類型和切割能力的重要指標。毋庸置疑，未來激光切割機的變革也將發(fā)生在激光源上。如上文所述，激光源的更換 CO2 激光切割機 光纖激光切割機是激光切割機誕生四十年來最重要的技術(shù)革命，為該領(lǐng)域的生產(chǎn)廠家和新老用戶帶來了劃時代的經(jīng)濟效益。那么，未來會不會出現(xiàn)比光纖激光器更便宜、性能更佳、光束模式更優(yōu)、電光轉(zhuǎn)換率更高或者綜合成本更低的新光源呢？答案當然是肯定的。再問，什么類型的激光器呢？當然，現(xiàn)在不可能給出準確的答案。科技有時步履蹣跚，有時一日千里。
2、高功率光纖激光器將成為激光切割市場的主力。
如今，各功率段的光纖切割機都迎來了大發(fā)展，然而未來激光切割機的主流功率又在哪里呢？雖然各功率段的機器都有各自的用途，但以高功率光纖激光器起家、引發(fā)全球激光技術(shù)革命的激光器家族，都把更高功率、更高精度、更大的切割能力作為光纖激光切割機的重要發(fā)展方向之一。 STYLECNC最近推出了 15KW 超高速 光纖激光切割機，在切割速度和切割厚度上取得了前所未有的突破，受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。這是否蘊含著激光切割機未來的發(fā)展趨勢？值得業(yè)界專家學者和用戶朋友期待。此外，我們可以確信，在不久的將來，國內(nèi)外眾多光纖激光切割機生產(chǎn)廠家將迎來激烈的市場競爭。只有產(chǎn)品質(zhì)量過硬、持續(xù)注重研發(fā)投入、掌握核心競爭技術(shù)的企業(yè)才能做到這一點，才能立于不敗之地。
3、智能時代已經(jīng)到來。
無論是德國的工業(yè)4.0，還是中國的智能制造，工業(yè)領(lǐng)域的第四次工業(yè)革命正在到來。作為高精密 數(shù)控激光切割機，激光切割機必將與時俱進，與科技一起飛翔，激光切割機自動化的發(fā)展大大提高了鈑金車間的生產(chǎn)能力和自動化水平。
未來在此基礎上，在網(wǎng)絡技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機軟件技術(shù)等領(lǐng)域的共同推動下，激光切割機智能制造時代正在醞釀?？梢灶A見，作為精密鈑金下料的手段，其必然會利用自身的網(wǎng)絡通訊能力，與工廠的板材開卷線、折彎機、數(shù)控沖床、焊（鉚）接單元、拋丸涂裝線等設備進行互聯(lián)互通，嵌入統(tǒng)一的生產(chǎn)計劃、任務和考核管理系統(tǒng)，成為鈑金車間管理系統(tǒng)的重要組成部分。由此，激光制造商將逐漸轉(zhuǎn)型為鈑金加工承包商。
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