激光切割機(jī)

　　原理

　　激光是一種光，與其他自然光一樣，是由原子(分子或離子等)躍遷產(chǎn)生的。 但它與普通光不同是激光僅在最初極短的時(shí)間內(nèi)依賴于自發(fā)輻射，此后的過(guò)程完全由激輻射決定，因此激光具有非常純正的顏色，幾乎無(wú)發(fā)散的方向性、極高的發(fā)光強(qiáng)度和高相干性。

　　激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下，通過(guò)脈沖使激光器放電，從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光，形成一定頻率，一定脈寬的光束，該脈沖激光束經(jīng)過(guò)光路傳導(dǎo)及反射并通過(guò)聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上，形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個(gè)高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個(gè)細(xì)小的孔，在計(jì)算機(jī)控制下，激光加工頭與被加工材料按預(yù)先繪好的圖形進(jìn)行連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)打點(diǎn)，這樣就會(huì)把物體加工成想要的形狀。

　　切縫時(shí)的工藝參數(shù)(切割速度，激光器功率，氣體壓力等)及運(yùn)動(dòng)軌跡均由數(shù)控系統(tǒng)控制，割縫處的熔渣被一定壓力的輔助氣體吹除。

　　主要工藝

　　1、汽化切割。

　　[1]  在激光氣化切割過(guò)程中，材料表面溫度升至沸點(diǎn)溫度的速度是如此之快，足以避免熱傳導(dǎo)造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。此情況下需要非常高的激光功率。

　　為了防止材料蒸氣冷凝到割縫壁上，材料的厚度一定不要大大超過(guò)激光光束的直徑。該加工因而只適合于應(yīng)用在必須避免有熔化材料排除的情況下。該加工實(shí)際上只用于鐵基合金很小的使用領(lǐng)域。

　　該加工不能用于，像木材和某些陶瓷等，那些沒(méi)有熔化狀態(tài)因而不太可能讓材料蒸氣再凝結(jié)的材料。另外，這些材料通常要達(dá)到更厚的切口。在激光氣化切割中，最優(yōu)光束聚焦取決于材料厚度和光束質(zhì)量。激光功率和氣化熱對(duì)最優(yōu)焦點(diǎn)位置只有一定的影響。在板材厚度一定的情況下，最大切割速度反比于材料的氣化溫度。所需的激光功率密度要大于108W/cm2，并且取決于材料、切割深度和光束焦點(diǎn)位置。在板材厚度一定的情況下，假設(shè)有足夠的激光功率，最大切割速度受到氣體射流速度的限制。

　　2、熔化切割。

　　在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因?yàn)椴牧系霓D(zhuǎn)移只發(fā)生在其液態(tài)情況下，所以該過(guò)程被稱作激光熔化切割。

　　激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開(kāi)割縫，而氣體本身不參于切割。激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。最大切割速度隨著激光功率的增加而增加，隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下，限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率。激光熔化切割對(duì)于鐵制材料和鈦金屬可以得到無(wú)氧化切口。產(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率密度，對(duì)于鋼材料來(lái)說(shuō)，在104W/cm2～105 W/cm2之間。

　　3、氧化熔化切割（激光火焰切割）。

　　熔化切割一般使用惰性氣體，如果代之以氧氣或其它活性氣體，材料在激光束的照射下被點(diǎn)燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源，使材料進(jìn)一步加熱，稱為氧化熔化切割。

　　由于此效應(yīng)，對(duì)于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼，采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面，該方法和熔化切割相比可能切口質(zhì)量更差。實(shí)際上它會(huì)生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角時(shí)是不好的（有燒掉尖角的危險(xiǎn)）?？梢允褂妹}沖模式的激光來(lái)限制熱影響，激光的功率決定切割速度。在激光功率一定的情況下，限制因數(shù)就是氧氣的供應(yīng)和材料的熱傳導(dǎo)率。

　　4、控制斷裂切割。

　　對(duì)于容易受熱破壞的脆性材料，通過(guò)激光束加熱進(jìn)行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。這種切割過(guò)程主要內(nèi)容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形，導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。

　　關(guān)鍵技術(shù)

　　激光切割技術(shù)有兩種： 一種是脈沖激光適用于金屬材料。第二種是連續(xù)激光適用于非金屬材料，后者是激光切割技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

　　激光切割機(jī)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是光、機(jī)、電一體化的綜合技術(shù)。在激光切割機(jī)中激光束的參數(shù)、機(jī)器與數(shù)控系統(tǒng)的性能和精度都直接影響激光切割的效率和質(zhì)量。特別是對(duì)于切割精度較高或厚度較大的零件,必須掌握和解決以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：

　　焦點(diǎn)位置控制技術(shù)

　　激光切割的優(yōu)點(diǎn)之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度與面積成反比，所以焦點(diǎn)光斑直徑盡可能的小，以便產(chǎn)生一窄的切縫；同時(shí)焦點(diǎn)光斑直徑還和透鏡的焦深成正比。聚焦透鏡焦深越小,焦點(diǎn)光斑直徑就越小。但切割有飛濺,透鏡離工件太近容易將透鏡損壞，因此一般大功率CO2激光切割機(jī)工業(yè)應(yīng)用中廣泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。實(shí)際焦點(diǎn)光斑直徑在0.1~0.4mm之間。對(duì)于高質(zhì)量的切割,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關(guān)。例如用5〃的透鏡切碳鋼,焦深為焦距的+2%范圍內(nèi),即5mm左右。因此控制焦點(diǎn)相對(duì)于被切材料表面的位置十分重要。顧慮到切割質(zhì)量、切割速度等因素,原則上6mm的金屬材料,焦點(diǎn)在表面上； 6mm的碳鋼,焦點(diǎn)在表面之上； 6mm的不銹鋼,焦點(diǎn)在表面之下。具體尺寸由實(shí)驗(yàn)確定。

　　在工業(yè)生產(chǎn)中確定焦點(diǎn)位置的簡(jiǎn)便方法有三種：

　?。?）打印法：使切割頭從上往下運(yùn)動(dòng),在塑料板上進(jìn)行激光束打印,打印直徑最小處為焦點(diǎn)。

　?。?）斜板法：用和垂直軸成一角度斜放的塑料板使其水平拉動(dòng),尋找激光束的最小處為焦點(diǎn)。

　　（3）藍(lán)色火花法：去掉噴嘴,吹空氣,將脈沖激光打在不銹鋼板上,使切割頭從上往下運(yùn)動(dòng),直至藍(lán)色火花最大處為焦點(diǎn)。

　　對(duì)于飛行光路的切割機(jī),由于光束發(fā)散角,切割近端和遠(yuǎn)端時(shí)光程長(zhǎng)短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差別。入射光束的直徑越大,焦點(diǎn)光斑的直徑越小。為了減少因聚焦前光束尺寸變化帶來(lái)的焦點(diǎn)光斑尺寸的變化,國(guó)內(nèi)外激光切割系統(tǒng)的制造商提供了一些專用的裝置供用戶選用：

　　（1）平行光管。這是一種常用的方法,即在CO2激光器的輸出端加一平行光管進(jìn)行擴(kuò)束處理,擴(kuò)束后的光束直徑變大,發(fā)散角變小,使在切割工作范圍內(nèi)近端和遠(yuǎn)端聚焦前光束尺寸接近一致。

　?。?）在切割頭上增加一獨(dú)立的移動(dòng)透鏡的下軸,它與控制噴嘴到材料表面距離（stand off）的Z軸是兩個(gè)相互獨(dú)立的部分。當(dāng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)或光軸移動(dòng)時(shí),光束從近端到遠(yuǎn)端F軸也同時(shí)移動(dòng),使光束聚焦后光斑直徑在整個(gè)加工區(qū)域內(nèi)保持一致。如圖二所示。

　?。?）控制聚焦鏡（一般為金屬反射聚焦系統(tǒng)）的水壓。若聚焦前光束尺寸變小而使焦點(diǎn)光斑直徑變大時(shí),自動(dòng)控制水壓改變聚焦曲率使焦點(diǎn)光斑直徑變小。

　?。?）飛行光路切割機(jī)上增加x、y方向的補(bǔ)償光路系統(tǒng)。即當(dāng)切割遠(yuǎn)端光程增加時(shí)使補(bǔ)償光路縮短；反之當(dāng)切割近端光程減小時(shí),使補(bǔ)償光路增加,以保持光程長(zhǎng)度一致。

　　主要參數(shù)

　　X,Y工作范圍：1300mm*2500mm

　　切割聚焦鏡頭：F=80mm

　　最大激光輸出功率：500W

　　調(diào)繼沖頻率：$300Hz

　　電源脈沖寬度：0.5ms-2ms

　　激光器：雙燈鍍金聚光腔

　　切割接口卡：CNC 3000控制卡

　　切割軟件：適應(yīng)PLT,DXF等格式

　　制冷功率：4W

　　重復(fù)定位精度：±0.03/300mm

　　空程速度：0-20000mm/min

　　切割速度：0-15000mm/min

　　切割質(zhì)量

　　切割精度是判斷數(shù)控激光切割機(jī)質(zhì)量好壞的第一要素。影響數(shù)控激光切割機(jī)的切割精度的四大因素：

　　1、激光發(fā)生器的激光凝聚的大小。聚集之后如果光斑非常小，則切割精度非常高，要是切割之后的縫隙也非常小。則說(shuō)明激光切割機(jī)的精度非常之高，品質(zhì)則非常高。但激光器發(fā)出的光束為錐形，所以切出來(lái)的縫隙也是錐形。這種條件下，工件厚度越大，精度也就會(huì)越低，因此切縫越大。

　　2、工作臺(tái)的精度。工作臺(tái)的精度如果非常高，則讓切割的精度也隨之提高。因此工作臺(tái)的精度也是衡量激光發(fā)生器精度的一個(gè)非常重要的因素。

　　3、激光光束凝聚成錐形。切割時(shí)，激光光束是以錐形向下的，這時(shí)如果切割的工件的厚度非常大，切割的精度就會(huì)降低，則切出來(lái)的縫隙就會(huì)非常大。

　　4、切割的材料不同，也會(huì)影響到激光切割機(jī)的精度。在同樣的情況下，切割不銹鋼和切割鋁其精度就會(huì)非常不同，不銹鋼的切割精度就會(huì)高一些，而且切面也會(huì)光滑一些。

　　一般來(lái)說(shuō)，激光切割質(zhì)量可以由以下6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。

　　1.切割表面粗糙度Rz

　　2.切口掛渣尺寸

　　3.切邊垂直度和斜度u

　　4.切割邊緣圓角尺寸r

　　5.條紋后拖量n

　　6.平面度F

　　切割穿孔

　　切割穿孔技術(shù)：任何一種熱切割技術(shù),除少數(shù)情況可以從板邊緣開(kāi)始外,一般都必須在板上穿一小孔。早先在激光沖壓復(fù)合機(jī)上是用沖頭先沖出一孔,然后再用激光從小孔處開(kāi)始進(jìn)行切割。對(duì)于沒(méi)有沖壓裝置的激光切割機(jī)有兩種穿孔的基本方法：

　?。?）爆破穿孔：(Blast drilling)，材料經(jīng)連續(xù)激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由與激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小與板厚有關(guān),爆破穿孔平均直徑為板厚的一半,因此對(duì)較厚的板爆破穿孔孔徑較大,且不圓,不宜在要求較高的零件上使用（如石油篩縫管）,只能用于廢料上。此外由于穿孔所用的氧氣壓力與切割時(shí)相同,飛濺較大。

　?。?）脈沖穿孔：（Pulse drilling）采用高峰值功率的脈沖激光使少量材料熔化或汽化,常用空氣或氮?dú)庾鳛檩o助氣體,以減少因放熱氧化使孔擴(kuò)展,氣體壓力較切割時(shí)的氧氣壓力小。每個(gè)脈沖激光只產(chǎn)生小的微粒噴射,逐步深入,因此厚板穿孔時(shí)間需要幾秒鐘。一旦穿孔完成,立即將輔助氣體換成氧氣進(jìn)行切割。這樣穿孔直徑較小,其穿孔質(zhì)量?jī)?yōu)于爆破穿孔。為此所使用的激光器不但應(yīng)具有較高的輸出功率；更重要的時(shí)光束的時(shí)間和空間特性,因此一般橫流CO2激光器不能適應(yīng)激光切割的要求。

　　此外，脈沖穿孔還須要有較可靠的氣路控制系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)氣體種類、氣體壓力的切換及穿孔時(shí)間的控制。在采用脈沖穿孔的情況下,為了獲得高質(zhì)量的切口,從工件靜止時(shí)的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過(guò)渡技術(shù)應(yīng)以重視。從理論上講通常可改變加速段的切割條件：如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等,但實(shí)際上由于時(shí)間太短改變以上條件的可能性不大。在工業(yè)生產(chǎn)中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現(xiàn)實(shí),具體方法有以下三種：（1）改變脈沖寬度；（2）改變脈沖頻率；（3）同時(shí)改變脈沖寬度和頻率。實(shí)際結(jié)果表明,第（3）種效果最好。

　　噴嘴設(shè)計(jì)及氣流控制

　　噴嘴設(shè)計(jì)及氣流控制技術(shù)： 激光切割鋼材時(shí),氧氣和聚焦的激光束是通過(guò)噴嘴射到被切材料處,從而形成一個(gè)氣流束。對(duì)氣流的基本要求是進(jìn)入切口的氣流量要大,速度要高,以便足夠的氧化使切口材料充分進(jìn)行放熱反應(yīng)；同時(shí)又有足夠的動(dòng)量將熔融材料噴射吹出。因此，除光束的質(zhì)量及其控制直接影響切割質(zhì)量外,噴嘴的設(shè)計(jì)及氣流的控制（如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等）也是十分重要的因素。

　　激光切割用的噴嘴采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),即一錐形孔帶端部小圓孔（如圖4）。通常用實(shí)驗(yàn)和誤差方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于噴嘴一般用紫銅制造,體積較小,是易損零件,需經(jīng)常更換,因此不進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算與分析。在使用時(shí)從噴嘴側(cè)面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)一定距離到達(dá)工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,最后氣體膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。

　　可用下列公式計(jì)算： V=8.2d2(Pg+1)

　　V-氣體流速 L/min

　　d-噴嘴直徑 mm

　　Pg-噴嘴壓力（表壓）bar

　　對(duì)于不同的氣體有不同的壓力閾值,當(dāng)噴嘴壓力超過(guò)此值時(shí),氣流為正常斜激波,氣流速?gòu)膩喴羲傧虺羲龠^(guò)渡。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度（n）兩因素有關(guān)：如氧氣、空氣的n=5,因此其閾值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。當(dāng)噴嘴壓力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2時(shí)（Pn；4bar）,氣流正常斜激波封變?yōu)檎げ?切割壓力Pc下降,氣流速度減低,并在工件表面形成渦流,削弱了氣流去除熔融材料的作用,影響了切割速度。因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴,其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。

　　為進(jìn)一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設(shè)計(jì)制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾（Laval）噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結(jié)構(gòu)。德國(guó)漢諾威大學(xué)激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5〃,采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗(yàn),見(jiàn)圖4。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示：分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa（或4bar）時(shí)切割速度只能達(dá)到2.75m/min（碳鋼板厚為2mm）。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時(shí)切割速度可達(dá)到3.5m/min和5.5m/min。應(yīng)指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。

　　第一高切割壓力區(qū)緊鄰噴嘴出口,工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm,切割壓力Pc大而穩(wěn)定,是工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數(shù)。第二高切割壓力區(qū)約為噴嘴出口的3~3.5mm,切割壓力Pc也較大,同樣可以取得好的效果,并有利于保護(hù)透鏡,提高其使用壽命。曲線上的其他高切割壓力區(qū)由于距噴嘴出口太遠(yuǎn),與聚焦光束難以匹配而無(wú)法采用。

　　組成部分

　　激光切割機(jī)系統(tǒng)一般由激光發(fā)生器、（外）光束傳輸組件、工作臺(tái)（機(jī)床）、微機(jī)數(shù)控柜、冷卻器和計(jì)算機(jī)（硬件和軟件）等部分組成。

　　1)機(jī)床主機(jī)部分：激光切割機(jī)機(jī)床部分，實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸的運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部分，包括切割工作平臺(tái)。用于安放被切割工件，并能按照控制程序正確而精準(zhǔn)的進(jìn)行移動(dòng)，通常由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

　　2)激光發(fā)生器：產(chǎn)生激光光源的裝置。對(duì)于激光切割的用途而言，除了少數(shù)場(chǎng)合采用YAG固體激光器外，絕大部分采用電-光轉(zhuǎn)換效率較高并能輸出較高功率的CO2氣體激光器。由于激光切割對(duì)光束質(zhì)量要求很高，所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式適用于小于1500W、低階模二氧化碳激光器100W-3000W、多模3000W以上。

　　3)外光路：折射反射鏡，用于將激光導(dǎo)向所需要的方向。為使光束通路不發(fā)生故障，所有反射鏡都要保護(hù)罩加以保護(hù)，并通入潔凈的正壓保護(hù)氣體以保護(hù)鏡片不受污染。一套性能良好的透鏡會(huì)將一無(wú)發(fā)散角的光束聚焦成無(wú)限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透鏡。7.5英寸透鏡僅用于>12mm厚材。

　　4)數(shù)控系統(tǒng)：控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也控制激光器的輸出功率。

　　5)穩(wěn)壓電源：連接在激光器，數(shù)控機(jī)床與電力供應(yīng)系統(tǒng)之間。主要起防止外電網(wǎng)干擾的作用。

　　6)切割頭：主要包括腔體、聚焦透鏡座、聚焦鏡、電容式傳感器和輔助氣體噴嘴等零件。切割頭驅(qū)動(dòng)裝置用于按照程序驅(qū)動(dòng)切割頭沿Z軸方向運(yùn)動(dòng)，由伺服電機(jī)和絲桿或齒輪等傳動(dòng)件組成。

　　7)操作臺(tái)：用于控制整個(gè)切割裝置的工作過(guò)程。

　　8)冷水機(jī)組：用于冷卻激光發(fā)生器。激光器是利用電能轉(zhuǎn)換成光能的裝置，如CO2氣體激光器的轉(zhuǎn)換率一般為20%，剩余的能量就變換成熱量。冷卻水把多余的熱量帶走以保持激光發(fā)生器的正常工作。冷水機(jī)組還對(duì)機(jī)床外光路反射鏡和聚焦鏡進(jìn)行冷卻，以保證穩(wěn)定的光束傳輸質(zhì)量，并有效防止鏡片溫度過(guò)高而導(dǎo)致變形或炸裂。

　　9)氣瓶：包括激光切割機(jī)工作介質(zhì)氣瓶和輔助氣瓶，用于補(bǔ)充激光震蕩的工業(yè)氣體和供給切割頭用輔助氣體。

　　10)空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐：提供和存儲(chǔ)壓縮空氣。

　　11)空氣冷卻干燥機(jī)、過(guò)濾器：用于向激光發(fā)生器和光束通路供給潔凈的干燥空氣，以保持通路和反射鏡的正常工作。

　　12)抽風(fēng)除塵機(jī)：抽出加工時(shí)產(chǎn)生的煙塵和粉塵，并進(jìn)行過(guò)濾處理，使廢氣排放符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　13)排渣機(jī)：排除加工時(shí)產(chǎn)生的邊角余料和廢料等。

　　激光器

　　CO2氣體激光器

　　自從激光技術(shù)被引入切割金屬薄板，CO2激光器就雄踞市場(chǎng)。CO2激光光源需要很多能量來(lái)激發(fā)氮分子來(lái)與CO2分子（激光氣體）產(chǎn)生碰撞，促使它們發(fā)射光子，最終形成可以割穿金屬的激光束。諧振腔內(nèi)的分子活動(dòng)在釋放出光的同時(shí)也釋放出熱量，這就需要一個(gè)冷卻系統(tǒng)來(lái)冷卻激光氣體。這意味著在冷卻過(guò)程中要消耗更多能量，進(jìn)一步減低了能效。

　　光纖激光器

　　采用光纖激光器的機(jī)器占地小，激光光源和冷卻系統(tǒng)體積也更小；沒(méi)有激光氣體管線，也不需要調(diào)校鏡片。而功率為2kw或3kw的光纖激光光源只需要4kw或6kw CO2激光光源能耗的50%就能達(dá)到相同的性能，并且速度更快、能耗更低、對(duì)環(huán)境造成的影響更少。

　　光纖激光器采用固態(tài)二極管來(lái)泵浦雙包層摻鐿光纖內(nèi)的分子，受激發(fā)射的光多次穿過(guò)纖芯，然后形成激光通過(guò)傳輸光纖向進(jìn)行切割的聚焦頭輸出。由于所有分子間的碰撞都發(fā)生在光纖內(nèi)，就不需要激光氣體，因此所需能源大大減少——約為CO2 激光器的三分之一。由于產(chǎn)生的熱量越少，冷卻器的體積就可以相應(yīng)縮小?？傊?，在達(dá)到相同性能的情況下，光纖激光器的整體能耗要比CO2 激光器低70%。

　　MicroVector設(shè)備采用矢量描述激光走行的路徑，更為光滑。這樣的激光系統(tǒng)切割出的覆蓋膜輪廓邊緣齊整圓順、光滑無(wú)毛刺、無(wú)溢膠。采用模具等機(jī)加工方式開(kāi)窗難免的窗口附近會(huì)有沖型后的毛刺和溢膠，這種毛刺和溢膠在經(jīng)貼合壓合上焊盤(pán)后是很難去除的，會(huì)直接影響其后的鍍層質(zhì)量。而采用MicroVector系統(tǒng)，此問(wèn)題卻可以迎刃而解，因?yàn)橹恍枰銓⑿薷暮蟮?span id="2hpjlda" class='hrefStyle'>CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入MicroVector的軟件系統(tǒng)就可以很輕松快捷的加工得到你想要開(kāi)窗圖形的覆蓋膜，在時(shí)間和費(fèi)用上將為您贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)先機(jī)。MicroVector設(shè)備集數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、軟件技術(shù)等光機(jī)電高技術(shù)于一體，具有高靈活性、高精度、高速度等先進(jìn)制造技術(shù)的特征，可以使電路板廠家在技術(shù)水平上、經(jīng)濟(jì)上、時(shí)間上、自主性上改變撓性板傳統(tǒng)加工和交貨方式。

　　產(chǎn)品特點(diǎn)

　　1. 激光切割FPC的優(yōu)點(diǎn)

　　2. 激光在撓性電路板制造過(guò)程中有三個(gè)主要功能：FPC外型切割，覆蓋膜開(kāi)窗，鉆孔等；

　　3.直接根據(jù)CAD 數(shù)據(jù)用來(lái)激光切割，更方便快捷，可以大幅度縮短交貨周期；

　　4.不因形狀復(fù)雜、路徑曲折而增加加工難度；

　　5.進(jìn)行覆蓋膜開(kāi)窗口時(shí)，切割出的覆蓋膜輪廓邊緣齊整圓順、光滑無(wú)毛刺、無(wú)溢膠。采用模具等機(jī)加工方式開(kāi)窗難免在窗口附近會(huì)有沖型后的毛刺和溢膠。

　　6.撓性板樣品加工經(jīng)常由于客戶需要出現(xiàn)線路、焊盤(pán)位置的修改而導(dǎo)致覆蓋膜窗口的變更，采用傳統(tǒng)方法則需要重新更換或修改模。而采用激光加工，此問(wèn)題卻可以迎刃而解，因?yàn)橹恍枰銓⑿薷暮蟮腃 A D 數(shù)據(jù)導(dǎo)入就可以很輕松快捷地加工得到你想要開(kāi)窗圖形的覆蓋膜，在時(shí)間和費(fèi)用上將為您贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)先機(jī)。

　　7.激光加工精度高，是撓性電路板成型處理的理想工具。激光可以將材料加工成任意形狀。

　　8.在以往的大批量生產(chǎn)中，許多小部件都使用機(jī)械硬沖壓成型的模具壓制形成。但是硬沖模法大的損耗和長(zhǎng)的交付周期對(duì)小部件的加工和成型而言顯得不實(shí)用且成本高。

　　CO2激光切割技術(shù)

　　YAG（釔鋁石榴石晶體）激光器屬固體激光，可激發(fā)脈沖激光或連續(xù)式激光，發(fā)射之激光為紅外線波長(zhǎng) 1.064μm。

　　FPC紫外型

　　紫外激光切割機(jī)是采用紫外激光的切割系統(tǒng)，利用紫外光的特點(diǎn)，比傳統(tǒng)長(zhǎng)波長(zhǎng)切割機(jī)具有更高精度和更好的切割效果。利用高能量的激光源以及精確控制激光光束可以有效提高加工速度并和得到更精確的加工結(jié)果。

　　紫外激光切割機(jī)可對(duì)柔性線路板和有機(jī)覆蓋膜進(jìn)行精密切割而無(wú)需特別的壓力和模具固定。采用振鏡掃描和直線電機(jī)兩維工作臺(tái)聯(lián)合運(yùn)動(dòng)方式，不因形狀復(fù)雜、路徑曲折而增加加工難度。

　　行業(yè)應(yīng)用

　　金屬激光切割機(jī)應(yīng)用是非常廣泛的，囊括了很多行業(yè)，并且是很多企業(yè)必須必備的設(shè)備之一，其中有廣告標(biāo)牌制作（這些主要是些不銹鋼的LOGO和標(biāo)識(shí)切割），鈑金加工（鈑金加工基本囊括了所有的金屬材料，這些一般主要是有折彎，打磨等，切割就是其中最重要的一道工序），機(jī)箱機(jī)柜制作（這方面一般有用到碳鋼或者不銹鋼方面，也主要是折彎跟切割2個(gè)切割工藝流程），彈簧片（屬于精加工的過(guò)程了），地鐵零件呀，還有電梯外殼的制作奧，機(jī)械設(shè)備外殼啊，還有廚房廚具呀（不銹鋼居多點(diǎn)），其中超越激光的激光切割機(jī)設(shè)置還參與了神七神八飛船的制作，這些其實(shí)涉及到各個(gè)方面。廣泛應(yīng)用于鈑金加工、廣告標(biāo)牌字制作、高低壓電器柜制作、機(jī)械零件、廚具、汽車、機(jī)械、金屬工藝品、鋸片、電器零件、眼鏡行業(yè)、彈簧片、電路板、電水壺、醫(yī)療微電子、五金、刀量具等行業(yè)。

　　激光加工技術(shù)在廣告業(yè)的應(yīng)用主要有有激光切割和激光雕刻兩種工作方式。

　　激光雕刻：主要是在物體的表面進(jìn)行，分為位圖雕刻和矢量雕刻兩種：

　　位圖雕刻：我們先在PHOTOSHOP里將我們所需要雕刻的圖形進(jìn)行掛網(wǎng)處理并轉(zhuǎn)化為單色BMP格式，而后在專用的激光雕刻切割軟件中打開(kāi)該圖形文件。根據(jù)我們所加工的材料我們進(jìn)行合適的參數(shù)設(shè)置就可以了，而后點(diǎn)擊運(yùn)行，激光雕刻機(jī)就會(huì)根據(jù)圖形文件產(chǎn)生的點(diǎn)陣效果進(jìn)行雕刻。

　　矢量雕刻：使用矢量軟件如Coreldraw，AutoCad，Iluustrator等排版設(shè)計(jì)，并將圖形導(dǎo)出為PLT，DXF，AI格式,打標(biāo)機(jī)，然后再用專用的激光切割雕刻軟件打開(kāi)該圖形文件，傳送到激光雕刻機(jī)里進(jìn)行加工。

　　在廣告行業(yè)主要適用于木板、雙色板、有機(jī)玻璃、彩色紙等材料的加工。

　　激光切割：我們可以理解為是邊緣的分離。對(duì)這樣的加工目的，我們應(yīng)該先在CORELDRAW、AUTOCAD里將圖形做成矢量線條的形式,氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)，然后存為相應(yīng)的PLT、DXF格式，用激光切割機(jī)操作軟件打開(kāi)該文件，根據(jù)我們所加工的材料進(jìn)行能量和速度等參數(shù)的設(shè)置再運(yùn)行即可。激光切割機(jī)在接到計(jì)算機(jī)的指令后會(huì)根據(jù)軟件產(chǎn)生的飛行路線進(jìn)行自動(dòng)切割。如：現(xiàn)有激光切割機(jī)，可以根據(jù)電腦繪制好的模板，然后直接輸入電腦，自動(dòng)切割圖形?，F(xiàn)有的激光切割機(jī)一般都有自己的硬盤(pán)，可輸入海量數(shù)據(jù)源。

　　激光切割機(jī)分為金屬激光切割機(jī)和非金屬激光切割機(jī)：

　　有很多大型激光切割機(jī)廠家在研發(fā)和投入使用中做的都非常出色，例如：深圳大族激光、深圳民升激光、北京博瑞激光、武漢高能激光、武漢華工激光、東莞光博士激光。

　　應(yīng)用對(duì)比

　　在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對(duì)于中厚板采用氧乙炔火焰切割；對(duì)于薄板采用剪床下料,成形復(fù)雜零件大批量的采用沖壓，單件的采用振動(dòng)剪。七十年代后,為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量，又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期,又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術(shù)。各種切割下料方法都有其有缺點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。激光切割機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用無(wú)疑是對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重大提高和創(chuàng)新突破。

　　材料分析

　　隨著激光切割技術(shù)的發(fā)展，激光切割運(yùn)用的領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，適用的材料也越來(lái)越多。但是不同的材料具有不同的特性，所以在使用激光切割時(shí)需要注意的事項(xiàng)也不同。

　　結(jié)構(gòu)鋼

　　該材料用氧氣切割時(shí)會(huì)得到較好的結(jié)果。當(dāng)用氧氣作為加工氣體時(shí)，切割邊緣會(huì)輕微氧化。對(duì)于厚度達(dá)4mm的板材，可以用氮?dú)庾鳛榧庸怏w進(jìn)行高壓切割。這種情況下，切割邊緣不會(huì)被氧化。厚度在10mm以上的板材，對(duì)激光器使用特殊極板并且在加工中給工件表面涂油可以得到較好的效果。

　　不銹鋼

　　切割不銹鋼需要：使用氧氣，在邊緣氧化不要緊的情況下；使用氮?dú)庖缘玫綗o(wú)氧化無(wú)毛刺的邊緣，就不需要再作處理了。在板材表面涂層油膜會(huì)得到更好的穿孔效果，而不降低加工質(zhì)量。

　　鋁

　　盡管有高反射率和熱傳導(dǎo)性，厚度6mm以下的鋁材可以切割，這取決于合金類型和激光器能力。當(dāng)用氧切割時(shí)，切割表面粗糙而堅(jiān)硬。用氮?dú)鈺r(shí)，切割表面平滑。純鋁因?yàn)槠涓呒兎浅ｋy切割，只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時(shí)候才能切割鋁材。否則反射會(huì)毀壞光學(xué)組件。

　　鈦

　　鈦板材用氬氣和氮?dú)庾鳛榧庸怏w來(lái)切割。其它參數(shù)可以參考鎳鉻鋼。

　　銅和黃銅

　　兩種材料都具有高反射率和非常好的熱傳導(dǎo)性。厚度1mm以下的黃銅可以用氮?dú)馇懈?；厚?mm以下的銅可以切割，加工氣體必須用氧氣。只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時(shí)候才能切割銅和黃銅。否則反射會(huì)毀壞光學(xué)組件。

　　合成材料

　　切割合成材料時(shí)要牢記切割的危險(xiǎn)和可能排放的危險(xiǎn)物質(zhì)?？杉庸さ暮铣刹牧嫌校簾崴苄运芰?、熱硬化材料和人造橡膠。

　　有機(jī)物

　　在所有有機(jī)物切割中都存在著著火的危險(xiǎn)（用氮?dú)庾鳛榧庸怏w，也可以用壓縮空氣作為加工氣體）。木材、皮革、紙板和紙可以用激光切割，切割邊緣會(huì)燒焦（褐色）。

　　競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

　　激光切割機(jī)是鈑金加工的一次工藝革命，是鈑金加工中的“加工中央”；激光切割機(jī)柔性化程度高，切割速度快，出產(chǎn)效率高，產(chǎn)品出產(chǎn)周期短，為客戶贏得了廣泛的市場(chǎng)，該技術(shù)的有效生命期長(zhǎng)，國(guó)外超過(guò)2毫米厚度的板材大都采用激光切割機(jī)，很多國(guó)外的專家一致以為今后30-40年是激光加工技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)期。

　　一般來(lái)講，建以議12mm以內(nèi)的碳鋼板、10mm以內(nèi)的不銹鋼板等金屬材料切割推薦使用激光切割機(jī)。激光切割機(jī)無(wú)切削力，加工無(wú)變形：無(wú)刀具磨損，材料適應(yīng)性好：無(wú)論是簡(jiǎn)樸還是復(fù)雜零件，都可以用激光一次精密快速成型切割：其切縫窄，切割質(zhì)量好，自動(dòng)化程度高，操縱簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，沒(méi)有污染：可實(shí)現(xiàn)切割自動(dòng)排樣、套料、進(jìn)步了材料利用率，出產(chǎn)本錢低，經(jīng)濟(jì)效益好。

　　激光切割機(jī)選購(gòu)要考慮的因素很多，除了要考慮目前加工工件的最大尺寸、材質(zhì)、需要切割的最大厚度以及原材料幅面的大小外，更多的需要考慮未來(lái)的發(fā)展方向，比如所做產(chǎn)品的技術(shù)改型后要加工的最大工件大小、鋼材市場(chǎng)所提供材料的幅面針對(duì)自己的產(chǎn)品哪種最省料，上下料時(shí)間等等。

　　數(shù)控切割機(jī)床

　　由三部分組成，即工作臺(tái)（一般為精密機(jī)床）、光束傳輸系統(tǒng)（有時(shí)稱外光路，即激光器發(fā)出的光束到達(dá)工件前整個(gè)光程內(nèi)光束的傳輸光學(xué)、機(jī)械構(gòu)件）和微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。按切割柜與工 作臺(tái)相對(duì)移動(dòng)的方式，可分為以下三種類型：

　　（1）在切割過(guò)程中，光束（由割炬射出）與工作臺(tái)都移動(dòng)，一般光束沿Y向移，工作臺(tái)在X向移。

　?。?）在切割過(guò)程中，只有光束（割炬）移動(dòng)，工作臺(tái)不移動(dòng)。

　　（3）在切割過(guò)程中，只有工作臺(tái)移動(dòng)，而光束（割炬）則固定不動(dòng)。

　　五軸機(jī)

　　工業(yè)生產(chǎn)中有時(shí)遇到需要切割三維立體構(gòu)件的問(wèn)題，而一般的二軸、三軸激光切割機(jī)只能切割二維平面工件，這就需要裝備有機(jī)械手的切割機(jī)，即五軸機(jī)。

　　激光沖切機(jī)

　　多年來(lái)，國(guó)外發(fā)展了綜合激光切割和機(jī)械沖孔技術(shù)的激光沖切機(jī)，這種機(jī)械對(duì)復(fù)雜形狀的工件用機(jī)械方法模沖出內(nèi)孔，然后用激光切割方法切出外緣和需要長(zhǎng)距離切割的線條。

　　工件在切割前，對(duì)其進(jìn)行激光切割的可行性以及切割過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題要預(yù)先予 以考慮。比如，此類材料可否進(jìn)行激光切割？其切割的難點(diǎn)在哪里？是否需要對(duì)樣品進(jìn)行試割？如何達(dá)到切割的質(zhì)量和精度的要求？工件切割的基準(zhǔn)起始點(diǎn)放在哪里？等等。

　　影響激光切割質(zhì)量的因素很多，激光切割的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于可以對(duì)過(guò)程中的主要因素實(shí)施高度控制，使切割出的工件充分滿足客戶的要求，并且重復(fù)性很好。這些主要因素由切割速度、焦點(diǎn)位置、輔助氣體壓力、激光輸出功率等工藝參數(shù)構(gòu)成。

　　除了以上4個(gè)最重要的變量以外，可能對(duì)切割質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素還包括光束參數(shù)（模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脈沖波光束）和工件特性（材料表面反射率、材料表面狀態(tài)），以及割炬和噴嘴、外光路系統(tǒng)、工件固定等其他因素。

　　隨著金屬加工行業(yè)的發(fā)展，金屬激光切割機(jī)的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯，所占地位比重越來(lái)越大。

　　激光切割機(jī)的用途

　　激光切割機(jī)—切割樣品

　　激光切割機(jī)—切割樣品 (5張)

　　可以切割的材料有很多，激光切割機(jī)可以對(duì)亞克力、木板、布料、皮革、金屬等進(jìn)行切割，根據(jù)功率幅面的大小可以用在不同的行業(yè)。布料的切割可以用在制衣、地毯、工業(yè)面料等方面，亞克力切割機(jī)可以用在亞克力工藝品制作等方面、木板的切割可以用作模型制作、金屬的切割可以代替原始的切割做各類金屬制品等?！〖す馇懈顧C(jī)的采購(gòu)方法

　　激光加工設(shè)備運(yùn)用在服裝行業(yè)的主要產(chǎn)品有高速激光裁剪機(jī)、全自動(dòng)激光切割機(jī)、激光裁床、互移式雙頭激光裁剪機(jī)、全自動(dòng)激光叨割機(jī)和激光打標(biāo)機(jī)等。每——種設(shè)備的不同加：正幅面是 不同的。上述設(shè)備除激光打標(biāo)機(jī)外，都可以進(jìn)行布料裁剪裁片、服裝打樣、商標(biāo)、貼布繡切割、皮革雕花鉆孔、牛仔噴花、繡花等工藝的作業(yè)。而就全自動(dòng)激光切割機(jī)而言，它的平臺(tái)是可以運(yùn)動(dòng)的，與送料裝置配合起來(lái)就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加工的目的。激光裁床主要運(yùn)用于大幅面的加工；互移式雙頭激光裁剪機(jī)除秉承了激光裁剪的特點(diǎn)外，它的兩個(gè)激光頭可以——起運(yùn)動(dòng)作業(yè)也可以分開(kāi)作業(yè)；全自動(dòng)商標(biāo)切割機(jī)能對(duì)諸如商標(biāo)、繡花等圖案進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和建模、自動(dòng)搜索，同時(shí)也能對(duì)與標(biāo)準(zhǔn)圖形特征相似的圖形進(jìn)行采集和自動(dòng)識(shí)別切割。

　　操作細(xì)節(jié)

　　激光切割機(jī)在工作時(shí)，如果發(fā)生故障是很危險(xiǎn)的，新手必須經(jīng)過(guò)專業(yè)人員的培訓(xùn)才能獨(dú)立操作，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了激光切割機(jī)安全工作的13個(gè)細(xì)節(jié)：

　　1．遵守一般切割機(jī)安全操作規(guī)程。嚴(yán)格按照激光器啟動(dòng)程序啟動(dòng)激光器。

　　2．操作者須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能，掌握操作系統(tǒng)有關(guān)知識(shí)。

　　3．按規(guī)定穿戴好勞動(dòng)防護(hù)用品，在激光束附近必須佩帶符合規(guī)定的防護(hù)眼鏡。

　　4．在未弄清某一材料是否能用激光照射或加熱前，不要對(duì)其加工，以免產(chǎn)生煙霧和蒸汽的潛在危險(xiǎn)。

　　5．設(shè)備開(kāi)動(dòng)時(shí)操作人員不得擅自離開(kāi)崗位或托人待管，如的確需要離開(kāi)時(shí)應(yīng)停機(jī)或切斷電源開(kāi)關(guān)。

　　6．要將滅火器放在隨手可及的地方；不加工時(shí)要關(guān)掉激光器或光閘；不要在未加防護(hù)的激光束附近放置紙張、布或其他易燃物。

　　7．在加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)，及時(shí)排除故障或上報(bào)主管人員。

　　8．保持激光器、床身及周圍場(chǎng)地整潔、有序、無(wú)油污，工件、板材、廢料按規(guī)定堆放。

　　9．使用氣瓶時(shí)，應(yīng)避免壓壞焊接電線，以免漏電事故發(fā)生。氣瓶的使用、運(yùn)輸應(yīng)遵守氣瓶監(jiān)察規(guī)程。禁止氣瓶在陽(yáng)光下爆曬或靠近熱源。開(kāi)啟瓶閥時(shí)，操作者必須站在瓶嘴側(cè)面。

　　10．維修時(shí)要遵守高壓安全規(guī)程。每運(yùn)轉(zhuǎn)40小時(shí)或每周維護(hù)、每運(yùn)轉(zhuǎn)1000小時(shí)或每六個(gè)月維護(hù)時(shí)，要按照規(guī)定和程序進(jìn)行。

　　11．開(kāi)機(jī)后應(yīng)手動(dòng)低速X、Y方向開(kāi)動(dòng)機(jī)床，檢查確認(rèn)有無(wú)異常情況。

　　12．對(duì)新的工件程序輸入后，應(yīng)先試運(yùn)行，并檢查其運(yùn)行情況。

　　13．工作時(shí)，注意觀察機(jī)床運(yùn)行情況，以免切割機(jī)走出有效行程范圍或兩臺(tái)發(fā)生碰撞造成事故。

　　激光光束的偏振物性。激光象其它任何電磁波的傳輸一樣也具有兩個(gè)方向上互相垂直的電矢量和磁矢量且二者均與激光傳輸方向正交。一般認(rèn)為電矢量的方向即為光束的偏振方向。光束偏振物性影響到材料對(duì)光束能量的吸收。與光束偏振方向平行切割就會(huì)得到窄的切口且其邊緣光滑平直。如果切割方向與偏振面有一角度則能量吸收減弱切割速度變慢切口變寬邊緣粗糙且與材料表面不成直角。一旦切割方向與偏振方向垂直則邊緣不會(huì)粗糙但切割速度更慢毀口更寬?切割質(zhì)量明顯下降。盡管原理上要求如此但要在多軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持切割方向與偏振方向平行很難實(shí)現(xiàn)。為克服此不穩(wěn)定性配備了相位延時(shí)器。研究表明圓偏振光最適于切割金屬。大多數(shù)激光器產(chǎn)生的為與垂直方向成45度的偏振光。相位延時(shí)器將此線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光。這種方法對(duì)切割金屬很有效?但對(duì)塑料和木材等其它材料不起作用。

　　輔氣選擇和氣壓設(shè)定。高速切割薄板材料時(shí)典型壓力值為150-300kpa?切割12厚的鐵板通常僅需40-60kpa。

　　切割速度。速度太慢時(shí)羽狀火星粒束直接向下流速度太快時(shí)羽狀火星粒束與垂直方向成一銳角且不穩(wěn)定。羽狀火星粒束與垂直方向成一鈍角時(shí)為合適的速度。

　　設(shè)置氣壓。輔助氣體氣壓是由數(shù)控機(jī)控制的。正確的做法是必須校準(zhǔn)氣壓控制器校準(zhǔn)時(shí)選擇自動(dòng)模式?激活程序。激活該程序之后按下循環(huán)運(yùn)行按鈕遵照屏幕的提示?程序?qū)?huì)自動(dòng)校準(zhǔn)氣壓系統(tǒng)。

　　光纖激光切割機(jī)五點(diǎn)使用技巧

　　1）雙焦距激光切割頭是激光切割機(jī)上的易損物品，長(zhǎng)期使用，導(dǎo)致激光切割頭損壞。

　　2）每六個(gè)月檢查光纖激光切割機(jī)軌道的直線度及機(jī)器的垂直度，發(fā)現(xiàn)不正常及時(shí)維護(hù)調(diào)試。沒(méi)有做這個(gè)的，有可能切割出來(lái)的效果就不怎么好，誤差會(huì)增加，影響切割質(zhì)量。這個(gè)是重中之重，必須要做的。

　　3）每周一次用真空吸塵器吸掉機(jī)器內(nèi)的粉塵和污物，所有電器柜應(yīng)關(guān)嚴(yán)防塵。

　　4）經(jīng)常檢查光纖激光切割機(jī)鋼帶，一定保證拉緊。不然在運(yùn)行中出了問(wèn)題，有可能就會(huì)傷到人，嚴(yán)重還能導(dǎo)致人員死亡。鋼帶看似小東西，出了問(wèn)題還是有點(diǎn)嚴(yán)重的。

　　5）光纖激光切割機(jī)各導(dǎo)軌應(yīng)經(jīng)常清理，排除粉塵等雜物，保證設(shè)備正常齒條要經(jīng)常擦拭，加潤(rùn)滑油，保證潤(rùn)滑而無(wú)雜物。導(dǎo)軌要經(jīng)常進(jìn)行清理和上潤(rùn)滑油，還有就是電機(jī)也要經(jīng)常的進(jìn)行清理和上潤(rùn)滑油，機(jī)器在行進(jìn)中就能更好的走位，更準(zhǔn)確的切割，切割出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量就會(huì)提高。

　　注意事項(xiàng)

　　操作激光切割機(jī)的注意事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)：

　　1.遵守一般切割機(jī)安全操作規(guī)程。嚴(yán)格按照激光器啟動(dòng)程序啟動(dòng)激光器，調(diào)光，試機(jī)。

　　2.操作者須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，熟悉切割軟件，設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能，掌握操作系統(tǒng)有關(guān)知識(shí)。

　　3.按規(guī)定穿戴好勞動(dòng)防護(hù)用品，在激光束附近必須佩帶符合規(guī)定的防護(hù)眼鏡。

　　4.在未弄清某一材料是否能用激光照射或切割前，不要對(duì)其加工，以免產(chǎn)生煙霧和蒸氣的潛在危險(xiǎn)。

　　5.設(shè)備開(kāi)動(dòng)時(shí)操作人員不得擅自離開(kāi)崗位或托人待管，如的確需要離開(kāi)時(shí)應(yīng)停機(jī)或切斷電源開(kāi)關(guān)。

　　6.在加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)，及時(shí)排除故障或上報(bào)主管人員。

　　7.要將滅火器放在隨手可及的地方;不加工時(shí)要關(guān)掉激光器或光閘;不要在未加防護(hù)的激光束附近放置紙張、布或其他易燃物。

　　優(yōu)點(diǎn)

　　1、精度高：適用于精密配件的切割和各種工藝字、畫(huà)的精細(xì)切割。

　　2、速度快：是線切割的100倍以上。

　　3、熱影響區(qū)小，不易變形。切縫平整、美觀，無(wú)需后序處理。

　　4、性價(jià)比極高：價(jià)格只有同類性能CO2激光切割機(jī)的1/3，及同等功效數(shù)控沖床的2/5。

　　5、使用成本很低：僅為同類CO2激光激光切割機(jī)的1/8～1/10，每小時(shí)成本僅為18元左右，CO2激光切割機(jī)每小時(shí)成本為150～180元左右。

　　6、后續(xù)維護(hù)費(fèi)用很低：僅為同類CO2激光切割機(jī)的1/10～1/15，及同等功效數(shù)控沖床的1/3～1/4。

　　7、性能穩(wěn)定，保證持續(xù)生產(chǎn)。固體YAG激光器是激光領(lǐng)域最穩(wěn)定最成熟產(chǎn)品之一。

　　8、和數(shù)控沖床比較，YAG激光切割機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）能完成各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的加工，只要能在電腦上畫(huà)出任何圖像，該機(jī)都能完成加工。

　?。?）不需要開(kāi)模，只在電腦上將圖做出，產(chǎn)品馬上就可以出來(lái)，即能快速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，又能節(jié)約成本。

　　（3）YAG切割機(jī)有自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，所以即能完成平面切割，也能完成各種高低不平的曲面切割。

　　（4）復(fù)雜的工藝要求數(shù)控沖床難以完成，激光切割都能做到。

　?。?）表面非常光滑，產(chǎn)品檔次很高，數(shù)控沖床難以做到。

　　（6）成型的箱體（厚0.5米以內(nèi)）需增加孔槽等處理，數(shù)控沖床無(wú)法處理，YAG數(shù)控金屬激光切割機(jī)能解決。

　　機(jī)床保養(yǎng)

　　激光切割機(jī)的價(jià)格不低，少則幾十萬(wàn)多則上百萬(wàn)。所以盡可能的延長(zhǎng)激光切割機(jī)的使用壽命才能更好的節(jié)約生產(chǎn)成本，贏得更大的利益。由此可見(jiàn)激光切割機(jī)的日常保養(yǎng)和維護(hù)是十分重要的。下面主要從六個(gè)方面來(lái)進(jìn)行說(shuō)明：

　　一.循環(huán)水的更換和水箱清洗：在機(jī)器工作前一定保證激光管充滿循環(huán)水，循環(huán)水的水質(zhì)及水溫直接影響激光管的使用壽命。所以要定期的更換循環(huán)水和對(duì)水箱進(jìn)行清洗。這個(gè)最好一個(gè)星期進(jìn)行一次。

　　二. 風(fēng)機(jī)清潔：機(jī)器中的風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的使用，會(huì)使風(fēng)機(jī)里面積累很多的固體灰塵，讓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生很大噪聲,也不利于排氣和除味。當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)機(jī)吸力不足排煙不暢時(shí)，就要對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行清洗了。

　　三. 鏡片的清潔：機(jī)器上會(huì)有些反射鏡和聚焦鏡。激光是通過(guò)這些鏡片反射、聚焦后從激光頭發(fā)射出來(lái)。鏡片很容易沾上灰塵或其它的污染物，造成激光的損耗或鏡片損壞。所以每天對(duì)鏡片進(jìn)行清潔。清潔的同時(shí)要注意：1.鏡片應(yīng)輕輕擦拭，不可損壞表面鍍膜；2.擦拭過(guò)程應(yīng)輕拿輕放，防止跌落；3.聚焦鏡安裝時(shí)請(qǐng)務(wù)必保持凹面向下。

　　四. 導(dǎo)軌清潔：導(dǎo)軌、直線軸作為設(shè)備的核心部件之一，它的功用是起導(dǎo)向和支承作用。為了保證機(jī)器有較高的加工精度，要求其導(dǎo)軌、直線具有較高的導(dǎo)向精度和良好的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，由于被加工件在加工中會(huì)產(chǎn)生大量的腐蝕性粉塵和煙霧，基這些煙霧和粉塵長(zhǎng)期大量沉積于導(dǎo)軌、直線軸表面，對(duì)設(shè)備的加工精度有很大影響，并且會(huì)在導(dǎo)軌直線軸表面形成蝕點(diǎn)，縮短設(shè)備使用壽命。所以每半個(gè)月清潔一次機(jī)器導(dǎo)軌。清潔前要關(guān)閉機(jī)器。

　　五. 螺絲、聯(lián)軸節(jié)的緊固：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在工作一段時(shí)間后，運(yùn)動(dòng)連接處的螺絲、聯(lián)軸節(jié)會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，會(huì)影響機(jī)械運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，所以在機(jī)器運(yùn)行中要觀察傳動(dòng)部件有沒(méi)有異響或異常現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)堅(jiān)固和維護(hù)。同時(shí)機(jī)器應(yīng)該過(guò)一段時(shí)間用工具逐個(gè)堅(jiān)固螺絲。第一次堅(jiān)固應(yīng)在設(shè)備使用后一個(gè)月左右。

　　六. 光路的檢查：機(jī)器的光路系統(tǒng)是由反射鏡的反射與聚焦鏡的聚焦共同完成的，在光路中聚焦鏡不存在偏移問(wèn)題，但三個(gè)反射鏡是由機(jī)械部分固定的，偏移的可能性較大，雖然通常情況下不會(huì)發(fā)生偏移，但建議用戶每次工作前務(wù)必檢查一下光路是否正常。

　　每隔一周必須檢查X軸導(dǎo)軌及絲杠、Y軸導(dǎo)軌及絲杠、Z軸 導(dǎo)軌及絲杠潤(rùn)滑油加注情況，保持各運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑，延長(zhǎng) X、Y、Z軸導(dǎo)軌及絲杠的使用壽命。 b.視車間環(huán)境情況不定期(一個(gè)月內(nèi)至少一次)檢查反射鏡與聚焦鏡表面的污染情況，及時(shí)清潔光學(xué)鏡片，以保證其使 用壽命（具體參見(jiàn)光學(xué)鏡片的保養(yǎng)）

　　定期清理抽風(fēng)口過(guò)處的雜物，保證抽風(fēng)效果。

　　定期檢查氣路中的過(guò)濾器，及時(shí)排除過(guò)濾器中的積水及雜 物。

　　定期檢查行程開(kāi)關(guān)支架及撞塊支架螺釘是否松動(dòng)。

　　要及時(shí)清理電控柜換氣扇過(guò)濾網(wǎng)上的灰塵，保證通風(fēng)良好, 以利于內(nèi)部電器元件散熱。

　　理床及時(shí)清身導(dǎo)軌防護(hù)皮腔內(nèi)雜物，以免損壞導(dǎo)軌,從而延 長(zhǎng)導(dǎo)軌使用壽命。

　　機(jī)床安裝好后，使用一段時(shí)間，應(yīng)對(duì)機(jī)床的水平進(jìn)行重新調(diào) 整，以保證機(jī)床的切割精度

　　鏡片清洗

　　在更換過(guò)程中，光學(xué)鏡片的放置、檢測(cè)、安裝，都要注意使鏡片免于受損和污染。一個(gè)新鏡片安上后，應(yīng)定期的進(jìn)行清洗。

　　當(dāng)激光對(duì)材料進(jìn)行切割時(shí)，工作表面會(huì)釋放大量的氣體和飛濺物，這些氣體和飛濺物都將會(huì)對(duì)鏡片造成傷害。當(dāng)污染物落在鏡片表面，將會(huì)從激光束吸收能量，導(dǎo)致熱透鏡效應(yīng)。如果鏡片還沒(méi)有形成熱應(yīng)力，則操作者可以將其拆卸并清洗干凈。

　　在鏡片的安裝和清洗過(guò)程中，任何一點(diǎn)粘物，甚至指甲印過(guò)油滴，都會(huì)使鏡片吸收率提高，降低使用壽命。所以，必須采用下面的預(yù)防措施：

　　1、千萬(wàn)不要用裸指安裝鏡片。應(yīng)帶上指套或橡膠手套。

　　2、不要用犀利器械以免引起鏡片表面刮傷。

　　3、取鏡片時(shí)不可接觸到膜層，而是拿著鏡片邊緣。

　　4、鏡片應(yīng)放在干燥、整潔的地方來(lái)檢測(cè)和清洗。一個(gè)好的工作臺(tái)表面上應(yīng)有數(shù)層清洗紙巾，并有數(shù)張清洗透鏡棉紙。

　　5、使用者應(yīng)避免在鏡片上方說(shuō)話，并讓食物、飲料和其他潛在的污染物遠(yuǎn)離工作環(huán)境。

　　清洗鏡片的過(guò)程中，應(yīng)采用風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)小的方法。下面的操作步驟就是為了這一目的而設(shè)立的，使用者應(yīng)當(dāng)采用。首先用吹氣球?qū)⒃砻娴母∥锎档簦貏e是表面有微小顆粒和絮物的鏡片，這一步是必要的。但千萬(wàn)不要使用生產(chǎn)線上的壓縮空氣，因?yàn)檫@些空氣中會(huì)含有油霧和水滴，這都會(huì)加深對(duì)鏡片的污染。

　　第二步應(yīng)用分析純丙酮對(duì)鏡片作輕微清洗。這種級(jí)別的丙酮幾乎是無(wú)水的，這就降低了鏡片污染的可能性。

　　棉花球蘸上丙酮必須在光照下清洗鏡片，并做環(huán)狀移動(dòng)。棉簽一但臟了，必須更換。清洗要一次完成以避免產(chǎn)生波筋。如果鏡片有兩個(gè)鍍膜表面，如透鏡，每個(gè)面都需要以這種方法清洗。第一面需要放在一層干凈的透鏡紙上以起保護(hù)作用。

　　如果丙酮不能將所有的污物去除，接下來(lái)使用酸醋清洗。酸醋清洗時(shí)是利用對(duì)污物的溶解來(lái)清除污物的，但不會(huì)對(duì)光學(xué)鏡片造成傷害。這種酸醋可以是實(shí)驗(yàn)級(jí)別的（稀釋到50%強(qiáng)度），或者家庭用的含6%乙酸的白醋亦可。清洗的程序與丙酮清洗一樣，然后再用丙酮去除酸醋和搽干鏡片，這時(shí)要頻繁的換棉球以完全的吸走酸和水合物。直到清洗干凈為止。

　　當(dāng)污染物和鏡片損傷無(wú)法通過(guò)清洗去除，特別是因金屬飛濺和污垢引起的膜層燒壞，要想恢復(fù)良好的性能，唯一的辦法就是更換鏡片。

　　選購(gòu)

　　1.先要弄清楚自己企業(yè)的生產(chǎn)范圍、加工材料和切割多大厚度等，從而確定要采購(gòu)的設(shè)備的機(jī)型、幅面和數(shù)量，為后期的采購(gòu)工作做簡(jiǎn)單的鋪墊。激光切割機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域涉及手機(jī)、電腦、鈑金加工、金屬加工、電子、印刷、包裝、皮革、服裝、工業(yè)面料、廣告、工藝、家具、裝飾、醫(yī)療器械等眾多行業(yè)。市面上主流的是3015和2513，即3米乘以1.5米和2.5米乘以1.3，但是幅面這個(gè)其實(shí)不是問(wèn)題，一般公司都會(huì)配有很多種幅面供客戶選擇，可以定做。[3]

　　2.專業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬解決或提供解決方案，同時(shí)也可以拿自己的材料到廠家進(jìn)打樣。

　　1）切割縫細(xì)：激光切割的割縫一般在0.10mm-0.20mm；

　　2）切割面光滑：激光切割的切割面有無(wú)毛刺法；一般來(lái)說(shuō)，YAG激光切割機(jī)多少都有點(diǎn)毛刺，主要由切割厚度和使用氣體來(lái)決定的。一般3mm以下是沒(méi)有毛刺的，氣體是氮?dú)庑Ч詈?，氧氣效果其次，空氣效果最差。光纖激光切割機(jī)毛刺最少或沒(méi)有，切割面非常光滑，速度也很快。

　　3）看材料的變形：材料的變形非常小

　　4）功率的大?。罕热绻S多數(shù)都是切割6mm以下的金屬板材，就沒(méi)必要買大功率的激光切割機(jī)，500W的光纖激光切割機(jī)即可滿足生產(chǎn)需求，如果生產(chǎn)量較大，擔(dān)心500W效率不如大功率激光切割機(jī)，最好的選擇是購(gòu)買兩臺(tái)或者更多的中小功率的激光切割機(jī)，這樣在控制成本上，提高效益上對(duì)廠家都有幫助。

　　5）激光切割的核心部位：激光器和激光頭，是進(jìn)口的還是國(guó)產(chǎn)的，進(jìn)口激光器一般的用的IPG的較多，國(guó)產(chǎn)的一般是銳科的較多，同時(shí)，激光切割的其它配件也要注意，如電機(jī)是不是進(jìn)口伺服電機(jī)，導(dǎo)軌，床身等等，因?yàn)樗鼈冊(cè)谝欢ǔ潭壬嫌绊懼鴻C(jī)器的切割精度。特別需要注意的一點(diǎn)是激光切割機(jī)的冷卻系統(tǒng)——冷卻柜，很多公司直接用家用空調(diào)來(lái)冷卻，那樣的效果其實(shí)大家都清楚，非常不好，最好的辦法是使用工業(yè)專用空調(diào)，專機(jī)專用，才能達(dá)到最好效果。

　　3.任何一臺(tái)設(shè)備在使用過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞，那么在損壞后進(jìn)行維修而言，維修是否及時(shí)與收費(fèi)高低也就成為了需要考慮的問(wèn)題。所以在購(gòu)買是要通過(guò)多種渠道了解企業(yè)的售后服務(wù)問(wèn)題了，比如說(shuō)維修收費(fèi)是否合理等等。