大多數(shù)有機(jī)與無機(jī)都可以用
激光切割。在工業(yè)制造占有分量很重的
金屬加工業(yè),許多金屬材料,不管它具有什么樣的硬度,都可進(jìn)形無變形切割(目前使用最先進(jìn)的
激光切割系統(tǒng)可切割工業(yè)用鋼的厚度已可接近20mm)。當(dāng)然,對高反射率材料,如金、銀、銅和鋁合金,它們也是好的傳熱導(dǎo)體,因此激光切割很困難,甚至不能切割(某些難切割材料可使用脈沖波
激光束進(jìn)行切割,由于極高的脈沖波峰值功率,會使材料對光束的吸收系數(shù)瞬間急劇提高)。
92i#It}-/ ]+8,@%=" 激光束聚焦成很小的光點(diǎn)其最小直徑可小于0.1mm,使焦點(diǎn)處達(dá)到很高的功率密度可超過106W/cm2。這時光束輸入(由光能轉(zhuǎn)換)的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散部分,材料很快加熱至汽化濕度,蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續(xù)形成寬度很窄(如0.1mm左右)的切縫。切邊熱影響很小,基本沒有工件變形。切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助氣體。鋼切割時得用氧作為輔助氣體與溶融金屬產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)氧化材料,同時幫助吹走割縫內(nèi)的熔渣。切割聚丙烯一類
塑料使用壓縮空氣,棉、紙等易燃材料切割使用惰性氣體。進(jìn)入噴嘴的輔助氣體還能冷卻聚焦
透鏡,防止煙塵進(jìn)入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導(dǎo)致鏡片過熱。
G r)+O K5$ y 激光切割無毛刺,皺折、
精度高,優(yōu)于等離子切割。對許多機(jī)電制造行業(yè)來說,由于微機(jī)程序的現(xiàn)代化激光切割系統(tǒng)能方便切割不同形狀與尺寸的工件(工件圖紙也可修改),它往往比沖切、模壓工藝更被優(yōu)先選用;盡管它加工速度慢于模沖,但它沒有
模具消耗,無需修理模具,還節(jié)約更換模具時間,從而節(jié)省加工費(fèi)用,降低產(chǎn)品成本,所以從總體上講在經(jīng)濟(jì)上更為合算。
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b%BwGS(z 另一方面,從如何使模具適應(yīng)工件設(shè)計尺寸和形狀變化角度看,激光切割也可發(fā)揮其精確、重現(xiàn)性好的優(yōu)勢。作為層疊模具的優(yōu)先制造手段,由于不需要高級模具制作工,激光切割運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也并不昂貴,因此還能顯著地降低模具制造費(fèi)用。激光切割模具還帶來的附加好處是模具切邊會產(chǎn)生一個淺硬化層(熱影響區(qū)),提高模具運(yùn)行中的耐磨性。激光切割的無接觸特點(diǎn)給圓鋸片切割成形帶來無應(yīng)力優(yōu)勢,由此提高了使用壽命。
;g9+*$Gw `xSXGI 常用工程材料的激光切割
O_ cK4 "Xqj%\ 1.金屬材料的激光切割
jcj)9;n=! B06/mKZ7 雖然幾乎所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率,但發(fā)射處于遠(yuǎn)紅外波段1.064um光束的燈泵浦ND:YAG激光器及10.6μmCO2激光器還是成功的應(yīng)用于許多金屬的激光切割實(shí)踐
]:;gk&P QS_u<B 2.非金屬材料的激光切割10.6μm波長的CO2激光束很容易被非金屬材料吸收,導(dǎo)熱性不好和低的蒸發(fā)溫度又使吸收的光束幾乎整個輸入材料內(nèi)部,并在光斑照射處瞬間汽化,形成起始孔洞,進(jìn)入切割過程的良性循環(huán)。
[o~w>,a -3fvO~ 激光切割的精度
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U, 激光切割的精度由多方面因素組成:
>Ry4Cc ]WG\+1x9 1、激光束通過聚焦后的光斑的大小
^6`U0|5mRX h5JXKR.1]c 激光束聚集后的光斑越小,切割精度越高,特別是切縫較小,最小的光斑可達(dá)0.01mm。
n;U|7it7 6= 2、工作臺的走位精度決定著切割的重復(fù)精度
o|+tRl 7;XdTx 工作臺精度越高,切割的精度越高。
D|xSO~M5 'BC-'Ot 3、工件厚度越大,精度越低,切縫越大。
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)z\8 {XVSHUtw 由于激光光束為錐形,切縫也是錐形,厚度0.3MM的不銹鋼比2MM的切縫小的多。
Ul=`]@]] Y4_i=}\*vf 4、工件材質(zhì)對激光切割精度有一定影響。
^^Ius ] vq{:=:5'P 同樣情況下,不銹鋼要比鋁的切割精度高,切面光滑一些。
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