什么是激光加工?其主要功能、对应材料和常见问题解答
发布日期: 2024-05-22
在钣金件加工中,通常情况下使用激光切割金属板材。近年来,使用激光加工纸张和木材的机器设备也越来越多。本文就激光加工的功能、种类、以及可以加工的材料等进行说明。
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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