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雷射切割種類有哪些?一文搞定雷射切割原理、優缺點&應用

近年來,雷射切割在各大行業越來越流行,它是一種適應性很強的工藝,可用於多種用途及不同材料。

雷射技術經過多年技術的累積和沉澱,對於生產的發展和新工藝的應用,零件形狀越來越複雜,對切割質量和工藝規範的提取有了更高的要求,因此越來越多的行業對激光切割表示認可。以下就讓我們來瞭解一下這一項技術及它的使用教學。

一、雷射切割原理是什麼?

雷射切割(Laser cutting)是目前金屬加工中常用的一種工藝。其原理是將激光聚焦在材料上,局部加熱使材料超過熔點,工件就會被迅速熔化、氣化或點燃,一旦激光束在某一點完全穿透工件,切割過程就開始了。雷射切割系統會遵循選定的幾何形狀並在此過程中分離材料。

二、雷射切割種類

雷射切割技術又可以分為四種:激光氣化、雷射融化、激光氧化、雷射切割。

雷射切割種類應用
激光氣化切割用於碳、木材、玻璃等非常薄的金屬和非金屬材料
雷射熔化切割不鏽鋼、鈦和鋁合金等非氧化性或活性金屬
激光氧化切割碳鋼、鈦鋼等需要熱處理的金屬材料
雷射切割陶瓷和玻璃等脆性材料

1.激光氣化切割

激光氣化切割是將氧氣、氦氣和其他氣體混合物組成,然後這種氣體通過放電充電產生激光束。氣化切割用途廣泛,功率相對較低且價錢低廉切割邊緣光滑,因此非常受歡迎。

應用:激光氣化一般用於非常薄的金屬和非金屬材料,如碳、木材、玻璃或塑料。

2.雷射熔化切割

雷射熔化切割是激光束配合高純度惰性氣體,使材料熔化並驅離,融化材料在氣流幫助下被噴出,完成整個加工過程。它有點類似於氣化切割,但它不是使用來自光束額外熱量來製造更大的孔,而是在材料達到沸點時使用壓縮氣體將熔化的材料推出切口。

應用:雷射熔化切割一般用於不鏽鋼、鈦和鋁合金等非氧化性或活性金屬。

3.激光氧化切割

激光氧化切割是利用氧氣和其他活性氣體,使噴嘴中噴出的氣體與激光束點燃材料,產生化學反應,釋放大量氧化熱進行熱加工。

金屬和氧氣之間的反應是放熱過程,這意味著反應會釋放熱量,這種熱量有助於材料融化,約佔切割材料所需能量的60%。

應用:激光氧化切割主要用於碳鋼、鈦鋼等需要熱處理的金屬材料。

4.雷射切割

雷射切割是聚焦透鏡將激光束聚焦在頭末端的噴嘴中心,照射到工件表面。通過聚焦光束,透鏡會將光束能量集中到一個較小的光點上,從而增加光束強度。這種切割工具非常強大,能夠用於非常厚的金屬,使用過程產生的效果有點類似於焊接中的割炬。

應用:雷射切割被廣泛應用於陶瓷和玻璃等脆性材料

三、雷射切割優缺點比較

1.雷射切割優點

  • 更好的切割精度:雷射切割會比傳統機型有更高的精準度,減少對額外精工工藝的需求。
  • 切割效率高:雷射切割比傳統方法要快得多,尤其是在工藝更為複雜的形狀上,雷射切割效率更高。
  • 減少材料污染和浪費:雷射切割有高精度和準確度,可以有效利用材料,並減少甚至消除廢料,達到減少材料污染和浪費的目的。
  • 無工具成本:雷射切割無需任何硬工具,因此不需要做刀具儲存、更換、刃磨等工作。從而減少了作業之間代價昂貴的停機時間和長期運行中的低效率。

2.雷射切割缺點

雷射切割適用於多種金屬和非金屬,然而切割材料及其特性,通常會限制某些切割機制、輔助氣體和激光類型的適用性。

同種材料不同厚度也需要在整個操作過程中調整速度和深度,這種調整會導致生產時間不一致,並增加周轉時間,尤其是在大批量生產中。

四、雷射切割應用

1.切割

當光束完全穿過材料時,就會產生一個切口,激光切割通常會非常精準和乾淨,切割邊緣的外觀取決於材料。

例如,切割木材的邊緣是比原始木材更深的棕色;亞克力邊緣不變色,激光切割後會有更好的光澤。

2.雕刻

當光束去除頂部材料的一部分,但沒有完全切割材料,被稱為雕刻,能夠為材料雕刻各類形狀。

3.打標

打標是指雷射不會去除材料,但會改變材料顏色。打標主要用於處理金屬,將標記溶液塗在零件表面上,標記溶劑乾燥後,進行雕刻。光束所產生的熱量將溶液與金屬結合,形成永久性標記。

五、雷射切割代工費用

許多公司在計算費用時,會按照切割面積、材料類型和厚度來進行計算,計費方式是採用小時計,一般每小時費用在HK$300-1200不等。

六、雷射切割課程教學

1.準備

首先,需要檢查材料是否適合雷射切割機的使用範圍,並將其切割成合適尺寸。另外,需要準備好一些用於測試或雕刻的材料。

使用雷射切割時,可以備上以下工具,可能會有所用處:

1.美工刀:用於未被激光切割完全的材料,或將紙張和紙板裁剪成一定尺寸。

2.膠帶:用它來遮擋材料表面以防燒傷

3.測量尺:用於測量尺寸並保證物體最終形狀達到合適尺寸。

2.設置

電源設置:可以控制在打印時對雷射施加多少功率,功率越大熱量越多,起火的可能性也越大。

速度設置:速度決定了雷射切割時進行速度,速度越慢,光束在每個點上的時間越長,從而產生更多熱量。

ppi設置:ppi設置越高,材料越熱。如果使用的是木材或其他可燃材料,那麼就需要降低ppi。

3.切割

設置好以後,就可以準備切割,可以適當調整參數,如功效以5-10%的增量測試不同的值,如果你對結果滿意就可以記錄下來。

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