激光切割原理 激光切割是什么样的原理

2019-06-30 00:06:26 来源：朵拉利品网

1, 激光切割是什么样的原理

激光切割原理、分类、特点
(1)激光切割的原理 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。激光切割的原理见下图。
(2)激光切割的分类 激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。
1）激光汽化切割 利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。 激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。
2）激光熔化切割 激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化，所需能量只有汽化切割的1/10。 激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如不锈钢、钛、铝及其合金等。
3）激光氧气切割 激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热；另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热，所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。 激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
4）激光划片与控制断裂 激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。 控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断开。 激光切割的特点 激光切割与其他热切割方法相比较，总的特点是切割速度快、质量高。
具体概括为如下几个方面。 ⑴ 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。激光切割、氧乙炔切割和等离子切割方法的比较见表1，切割材料为6.2mm厚的低碳钢板。 ⑵ 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。 ⑶ 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600cm/min；切割5mm厚的聚丙烯树脂板，切割速度可达1200cm/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。 ⑷ 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。

2, 激光切割机原理,co2激光切割机

Co2激光切割机起重要作用的配件是CO2激光器，CO2激光器的工作原理： CO2分子为线性对称分子，两个氧原子分别在碳原子的两侧，所表示的是原子的平衡位置。分子里的各原子始终运动着，要绕其平衡位置不停地振动。
根据分子振动理论，CO2有三种不同的振动方式：
(1)二个氧原子沿分子轴，向相反方向振动，即两个氧在振动中同时达到振动的最大值和平衡值，而此时分子中的碳原子静止不动，因而其振动被叫做对称振动。
(2)两个氧原子在垂直于分子轴的方向振动，且振动方向相同，而碳原子则向相反的方向垂直于分子轴振动。由于三个原子的振动是同步的，又称为变形振动。
(3)三个原子沿对称轴振动，其中碳原子的振动方向与两个氧原子相反，又叫反对称振动能。在这三种不同的振动方式中，确定了有不同组别的能级。
激光技术是一种先进的加工技术，面向轻工业企业客户群的中功率CO2激光器用途广泛，根据不同的产品应用领域可分为低端、中端、高端，形成不同层次的产品梯次结构，满足不同档次的客户需求。
塑胶、玻璃、模具等非金属的切割属于中功率CO2激光器的低端应用领域。
在塑胶切割方面，以很快的速度完成形状极为复杂的零部件切割，同时不会产生应力和使工件发生形变是塑胶CO2激光切割的主要优点。更大的优势体现在热塑性材料方面，可以得到其他切割方法难以得到的优质光滑的切割面。在切割聚酯和聚碳酸酯类材料时也有很好的体现。CO2激光切割设备可以对厚达20毫米的人工合成或天然橡胶进行切割。
在玻璃切割方面，使用金刚石砂轮和高硬度金属轮的机械加工方法是传统的玻璃和玻璃制品的切割方式，它最大的缺点是需要对加工后的边缘进行再处理，材料上残存不对称边缘应力，有残留碎屑、微小裂痕、缘不平滑等，所带来的降低产量等问题。
在模具切割方面，制造建筑学模型的公司应用得非常广泛的是激光切割。他们通常需要在薄板材料上雕刻砌砖式码堆和切割复杂的形状。大部分的模型使用丙烯酸树脂板材，这种材料使用CO2激光切割设备进行切割的效果非常好。激光切割在电影特效公司和主题公园设计公司中也同样应用得非常的普遍，在工作场地内装备了CO2激光切割设备的公司有迪斯尼图像公司、工业照明与魔术公司以及数字领域公司等。
0.5mm-6mm钢板的切割、手机电池外金属薄壳切割等金属的切割属于中功率CO2激光器的中端应用领域。
0.5mm-6mm钢板切割广泛应用于不锈钢、合金钢、普通钢、碳钢、铝合金、铜合金、钛合金和工具钢等金属材料的切割。它的作用在于提高薄板切割的效率和速度，可接近甚至超过数控冲床，所以它适合制造电气开关柜、纺织机械、机床外罩、自动电梯、工具、工程机械等模具的碳钢零件切割。

4, 激光切割的原理是啥？

激光切割是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度，使材料熔化或气化，再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走，达到切割材料的目的。激光切割，由于是用不可见的光束代替了传统的机械刀，激光刀头的机械部分与工作无接触，在工作中不会对工作表面造成划伤；激光切割速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；切割热影响区小，板材变形小，切缝窄（0.1mm~0.3mm）；切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，可加工任意的平面图，可以对幅面很大的整板切割，无需开模具，经济省时。
激光切割主要是CO2激光切割，CO2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。CO2激光切割技术比其他方法的明显优点是：（1）切割质量好。切口宽度窄（一般为0.1- -0.5mm）、精度高（一般孔中心距误差0.1-0.4mm，轮廓尺寸误差0.1-0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra为12.5-25μm），切缝一般不需要再加工即可焊接。（2）切割速度快。例如采用2KW激光功率，8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为 3.5m/min，热影响区小，变形极小。（3）清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言，CO2激光切割不可能超过电加工；就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。
CO2激光切割的几项关键技术：一是焦点位置控制技术。聚焦透镜焦深越小，焦点光斑直径就越小，因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。二是切割穿孔技术。任何一种热切割技术，除少数情况可以从板边缘开始外，一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔，然后再用激光从小孔处开始进行切割。三是嘴设计及气流控制技术。激光切割钢材时，氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处，从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大，速度要高，以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应；同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。
激光切割工艺多种多样，其中熔化切割是使入射的激光束功率密度超过某一值，从而使光束照射点处材料内部开始蒸发，形成孔洞；汽化切割是使用高功率密度的激光束加热，避免热传导造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失；氧化熔化切割是材料在激光束的照射下被点燃，与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源；对于容易受热破坏的脆性材料，通过激光束加热进行高速、可控的切断，引起该区域大的热梯度和严重的机械变形，导致材料形成裂缝，称之为控制断裂切割。

5, 有谁知道激光切割机的工作原理是什么啊？？

激光是一种光，与自然界其电发光一样，是由原子（分子或离子筝）跃迁产生的，而且是自发辐射引起勺。广告是一种应用性的说明文，是企业事业向消费者或服务对象介绍商品，报导服务内容或文娱节目的一种主传方法。对于这两个看似风马牛不相及的东西怎么会扯到一块呢？但科学就是这样。其实激光技术在光、声、电等方面都已经有深入的应用，而激光技术在广告行业的深入在国内是近几年才发展起来的。
由于激光加工技术是高科技领域的产物，而广告是市场延伸出来的信息化产物，二者的有机结合肯定能起到明己的广告效应。目前，激光在广告中的加工方式体现在雕刻与切割上；主要的加工行业指的是广告中的标牌标志的制乍、双色板的雕刻与切割、有机玻璃的切割、木板的切割与雕刻等。
激光雕刻切割的工作原理
激光虽然是光，但它与普通光明显不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射，此后的过程完全由激辐射决定，因此激光具有非常纯正的颜色，几乎无发散的方向性，极高的发光强度。
激光同时又具有高相干性、高强度性、高方向性，激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物品（表面）受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或则汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。
激光器产生后打磨、废料少，电脑灵活排版减少了废料空间；操作简单，一般生产企业都有自己开发的专业软件。
激光雕刻切割机在广告行业中的应用
激光加工技术在广告行业的应用主要分为：礁刻、切割、雕刻切割三种工作方式，对于每一种工作方式，我们在操作流程中有一些不尽相同的地方。
雕刻：主要是在物体的表面进行。我们先在PHOTOSHOP里将我们所需要雕刻的图形进行适当的处理并转化为BMP格式，而后在专用的雕刻切割软件中打开该图形文件。根据我们所加工的材料我们合适进行合适的参数设置就可以了，而后点击运行，雕刻机就会根据图形文件产生的点阵效果进行雕刻。在广告行业主要适用于木板、双色板、有机玻璃、彩色纸等材料的加工。
切割：我们可以理解为是边缘的分离。对这样的加工目的，我们应该先在CORELDRAW、AUTOCAD里将图形做成线条的形式，然后存为相应的PLT、DxF格式，打开切割操作软件打开该文件。根据我们所加工的材料进行能量和速度等参数的设置再运行即可。切割机在接到计算机的指令后会根据软件产生的飞行路线进行自动切割。在广告行业主要适用于木板、双色板、有机玻璃、彩色纸等材料的加工，制作水晶字、立体商标等。
雕刻切割：主要是针对既要图形效果又要模型效果。对这种加工方式来说我们先进每。雕刻工序的步骤，而后在雕刻切割软件中选中“边缘切割”就可以达到目的了。在广告行业主要适用干路牌、标牌、指示牌、像集等指示性标志和工艺品。

相关概念

激光

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。原子受激辐射的光，故名“激光”。 光是原子中的电子吸收能量后，从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级，回落的时候释放的能量以光子的形式放出。而激光，就是被引诱（激发）出来的光子队列，这光子队列中的光子们，光学特性一样，步调极其一致。打个比方就是，普通光源，比如电灯泡发出来的光子各不同，而且会各个方向乱跑，很不团结，但是激光中的光子们则是心往一处想，劲往一处使，这导致它们所向披靡，威力很大。 激光应用很广泛，主要有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器等等。

切割机

切割机分为火焰切割机、等离子切割机、激光切割机、水切割等。激光切割机为效率最快，切割精度最高，切割厚度一般较小。等离子切割机切割速度也很快，切割面有一定的斜度。火焰切割机针对于厚度较大的碳钢材质。随着现代机械加工业地发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低生产成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。数控切割机的发展必须要适应现代机械加工业发展的要求。

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