什么是激光加工？其主要功能、对应材料和常见问题解答

 

激光是一种直行性很高的光束。随着激光能量的增加，被照射到的部分会被加热。激光加工就是利用这种热能来切割金属、木材和树脂，焊接金属，以及进行其他各种加工。

• 激光加工的优点

精细加工：激光加工擅长复杂形状和精细加工。通过调整激光的光斑直径、波长和输出等参数条件，可以实现微米量级的加工。

精密加工：激光加工与材料无接触，不施加物理力，因此加工变形较小。它还有一个特点，因为它只将热量集中在一点上，所以热变形较小。

能量密度高：当激光束被透镜集中为高能量密度时，它可以熔化各种材料，包括金属和陶瓷。 激光加工还可以焊接不同的材料。

• 激光加工的缺点

安全方面：由于激光直射眼睛会导致失明，因此需要佩戴防护眼镜。此外，如果激光击中金属，可能会反射并散射到意想不到的方向。

加工速度：非接触式激光加工的缺点是由于激光高精度照射，加工速度稍慢。如果必须提升加工速度，则必须注意避免产生毛刺。

 

切断：激光可以用于切断金属等各种材质。复杂的形状可以按照预先设定的轮廓线进行切割。但它并不适合厚材料的加工。

焊接：激光焊接将光聚焦起来，照射到材料上使其熔化。 通过调整激光束的输出等参数条件，还可以实现精细焊接。然而，如果焊接部位密着精度差、间隙大，则可能出现气孔（由于残留气泡封闭形成的球形焊接缺陷）或裂缝（裂纹）。

雕刻（刻印、标记）：雕刻主要包括光栅雕刻和矢量雕刻，光栅雕刻由像素组成，因为光栅是用点（DOT）的集合绘制和表示图像的数据。雕刻不需要切削工具，因为它属于非接触式加工。此外，它还具有高产能和高效率的特点。

激光加工机器的类型、对应材料：激光加工机器主要使用以下三种类型的激光。激光类型，对应材料和加工工艺总结如下。

CO2激光：是一种利用二氧化碳产生激光束的机器。广泛应用于如金属的切割和打孔、纸张和木材的切割和雕刻等领域。是目前使用最多的加工设备。

YAG激光：这是一种利用钇铝复合氧化物（Yttrium Aluminum Garnet）晶体产生激光的加工机器。除了金属和树脂的雕刻以外，也用于金属焊接。与CO2激光机器的加工设备相比价格昂贵。

光纤激光：利用光纤产出激光。与其他激光机器相比，其特点是能够精准定位加工。通常用于一般难以实施激光加工的铝和铜材的切断、焊接、打标。

 

1.可以切割的最大厚度是多少？

 

这取决于材料和激光输出功率，但对于钢材来说，最大厚度可达30mm。相反，也可以加工厚度为0.1 mm的极薄金属板。可加工各种厚度，但规格因激光设备而异。不过精度会随着加工厚度的增加而降低。

 

2.哪些材质不能使用激光加工？

 

一般来说，镜面加工或高反射性材料无法加工，因为它们会反射激光光束。此外，反射的光线照射到激光加工机器上，热量可能会导致零件损坏。在这种情况下，可选择适合于高反射率材料的激光，如光纤激光。此外，不能加工其他会产生有毒气体的材料。比如氯乙烯、氟、聚四氟乙烯等。气体可能会使激光加工机器的金属部件生锈。它还会导致透镜和机器的其他部件起雾，导致激光不能正常工作。

 

3.任何人都能操作激光加工机器吗？

 

原则上，激光加工机器不需要许可证等，任何人都可以使用。激光加工机器根据JISC6802，被分为最危险的第4类，不仅对眼睛有害，而且对皮肤也有害。因此，在使用符合第4类的光纤激光设备打标时，必须指派一名激光安全管理员进行监督。

 

激光加工是一种可以加工复杂形状且变形较小的加工方法。由于能够实现以较短的交货时间进行加工，因此更适用于原型、实验用零件、夹具、量试品等的制作。必须考虑安全问题，建议咨询专业加工商进行试生产。

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