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激光切割机原理

发布日期:2018-07-31 作者:激光切割机 点击:

激光切割机原理 

    铭族激光的小编普及一下激光切割机原理:主要用于将板材、管材切割成所需形状工件的激光加工机床。 利用激光束的热能实现切割的设备。激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发,以达到切割和雕刻的目的,具有精度高,切割速度快,不局限于切割图案限制,自动排版节省材料,切口平滑,加工成本低等特点,将逐渐改进或取代于传统的切割工艺设备。

    技术采用激光束照射到金属板材表面时释放的能量来使金属板材熔化并由气体将溶渣吹走。激光源现在流行光纤激光光束,工作功率为1000~10000瓦。该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低,但是,通过透镜和反射镜,激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热,使金属板材溶化。此外,由于能力集中所以,仅有少量热传到金属板材的其它部分,所造成的变形很小或没有变形。利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料,所切割的坯料不必再作进一步的处理。利用激光切割设备可切割16mm以下的不锈钢,在激光束中加氧气可切割8~10mm厚的不锈钢,但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜。切割的最大厚度可增加到16mm,但切割部件的尺寸误差较大。激光切割设备的价格比较贵,约30万-800万元人民币。但是,由于降低了后续工艺处理的成本,所以,在大生产中采用这种设备还是可行的。由于没有刀具加工成本,所以激光切割设备也适用生产小批量的原先不能加工的各种尺寸的部件。激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术(CNC)装置,采用该装置后,就可以利用电话线从计算机辅助设计(CAD)工作站来接受切割数据。

    激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。

  激光的高亮度:固体激光器的亮度更可高达1011W/cm2Sr。不仅如此,具有高亮度的激光束经透镜聚焦后,能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温,这就使其可能可加工几乎所有的材料。

  激光的高方向性:激光的高方向性使其能在有效地传递较长的距离的同时,还能保证聚焦得到极高的功率密度,这两点都是激光加工的重要条件。

  激光的高单色性:由于激光的单色性极高,从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上,得到很高的功率密度。

  激光的高相干性:相干性主要描述光波各个部分的相位关系。正是激光具有如上所述的奇异特性因此在工业加工中得到了广泛地应用。

  激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等)、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等。

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   发展趋势编辑

(1) 高速、高精度激光切割机由于大功率激光器光束模式的改善及32位微机的应用,为激光切割设备的高速、高精度创造了有利条件。

(2) 厚板切割和大尺寸工件切割的大型激光切割机随着可用于激光切割激光器功率的增大,激光切割正从轻工业薄板的钣金加工向着重工业厚板切割方向发展。

(3) 三维立体多轴数控激光切割机,为了满足汽车、航空等工业的立体工件切割的需要,已发展了各种各样的五轴或六轴三维激光切割机,数控轴数达到九轴,加工速度快,精度高。在先进国家的汽车生产线上,激光切割机器人的应用愈来愈多。三维激光切割机正向高效率、高精度、多功能和高适应性方向发展,其应用范围将会愈来愈大。

(4) 激光切割单元自动化和无人化为了提高生产率和节省劳动力,激光切割正向着激光切割单元(FMC)和无人化、自动化方向发展。发展这种单元自动化系统,必须依赖于现金的自动控制、网络控制技术及计算机生产辅助管理系统技术等。国外已有各种各样的激光切割单元可供应市场,并有由6台大型激光切割机为核心组成的无人化的切割生产线在工厂运行。

(5) 紧凑型和组合一体化数控激光切割机随着激光器提及的缩小和功率的增大,以及辅助装置的不断完善,出现了把激光器、电源、主机、控制系统和冷却水循环装置等紧密地组合在一起,形成占地面积小、功能完善的整套紧凑型激光切割机。此外,激光切割技术正与激光焊接、激光表面淬火等激光加工工艺组合,以发展一机多用,进一步提高设备的利用率。

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