激光切割穿孔技术
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。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基该方法：
⑴爆破穿孔：（Blast drilling），材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑，然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关，爆破穿孔平均直径为板厚的一半，因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆，不宜在要求较高的零件上使用（如石油筛缝管），只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。
⑵脉冲穿孔：（Pulse drilling）采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化，常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射，逐步深入，因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小，其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间特性，因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还需要有较可靠的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。在采用脉冲穿孔的情况下，为了获得高质量的切口，从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件：如焦距、喷嘴位置、气体压力等，但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实，具体方法有以下三种：⑴改变脉冲宽度；⑵改变脉冲频率；⑶同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明，*⑶种效果较好。
关键技术二
喷嘴设计及控制技术
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。因此除光束的质量及其控制直接影响切割质量外，喷嘴的设计及气流的控制（如喷嘴压力、工件在气流中的位置等）也是十分重要的因素。如今激光切割用的喷嘴采用简单的结构，即一锥形孔带端部小圆孔。通常用实验和误差方法进行设计。由于喷嘴一般用紫铜制造，体积较小，是易损零件，需经常更换，因此不进行流体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn（表压为Pg）的气体，称喷嘴压力，从喷嘴出口喷出，经一定距离到达工件表面，其压力称切割压力Pc,最后气体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加，气流流速增加，Pc也不断增加。
可用下列公式计算：V=8.2d2(Pg+1）
V-气体流速 L/min
d-喷嘴直径 mm
Pg-喷嘴压力（表压）bar
对于不同的气体有不同的压力阈值，当喷嘴压力**过此值时，气流为正常斜激波，气流速从亚音速向**音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度（n）两因素有关：如氧气、空气的n=5，因此其阈值Pn=1bar×（1.2）3.5=1.89bar。当喷嘴压力更高Pn/Pa=（1+1/n)1+n/2时（Pn；4bar），气流正常斜激波封变为正激波，切割压力Pc下降，气流速度减低，并在工件表面形成涡流，削弱了气流去除熔融材料的作用，影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴，其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。
为进一步提高激光切割速度，可根据空气动力学原理，在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波，设计制造一种缩放型喷嘴，即拉伐尔（Laval）喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器，透镜焦距2.5〃，采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验，见图4。试验结果如图5所示：分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下，切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa（或4bar）时切割速度只能达到2.75m/min（碳钢板厚为2mm）。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。由于斜激波在气流的边界多次反射，使切割压力呈周期性的变化。
关键技术三
**高切割压力区紧邻喷嘴出口，工件表面至喷嘴出口的距离约为0.5~1.5mm，切割压力Pc大而稳定，是如今工业生产中切割手扳常用的工艺参数。*二高切割压力区约为喷嘴出口的3~3.5mm，切割压力Pc也较大，同样可以取得好的效果，并有利于保护透镜，提高其使用寿命。曲线上的其他高切割压力区由于距喷嘴出口太远，与聚焦光束难以匹配而无法采用。
综上所述，CO2激光器切割技术正在中国工业生产中得到越来越多的应用,国外正研究开发更高切割速度和更厚钢板的切割技术与装置。为了满足工业生产对质量和生产效率越来越高的要求，必须重视解决各种关键技术及执行质量标准，以使这一新技术在中国获得更广泛的应用。
刀模的制造过程
激光刀模出现之前，在以往的在刀模制作中，刀模板是用锯床加工的，一不下心，在平行移动中就会造成移位或者错位从而形成了误差；而激光刀模机的研制成功，就完全避免了这种情况的发生，因为在制作激光刀模的时候是全自动运行的，不需要人工干预，就没用了误差。
传统刀模制作是在刀模板上用铅笔或圆珠笔进行绘制，后通过锯床锯的，在移动的过程中就会形成错位而产生误差；加工速度慢；而使用了激光切割机后，绘图设计就可以直接在计算机上进行，刀模板是由激光切割机全自动运行切割成型，不需要人工干预。误差小，速度快。对于激光刀模切割机的应用可以明显加速企业的发展，提高经济效益。
激光刀模的工作流程是： 首先在AUTOCAD或impact或其它一些针对刀模开发的软件将需要制作的刀模设计好，根据实际情况处理好，再存储为相应机器受理的文件格式，即可启动设备进行模板加工。 完成后安装模切刀线制作成刀模成品。比人工精度高很多，而且速度快，效率高！
激光加工在锂电池生产中的应用
与传统的机械加工相比，激光加工拥有无工具磨损、切割形状灵活、边缘质量控制、精确性更高和运营成本较低等优势。
而锂电池因为其优异的性能，被广泛应用于电子品消费、机动车和能源市场，它的生产技术革新显得尤为重要。
锂电池的生产步骤是典型的“roll-to-roll”过程，需经历两道加工步骤——薄膜到单个电池、以及单个电池组装成电池系统。典型的锂电池有三层薄膜——阳极膜、隔离膜和阴极膜，如下图所示。
电极镀层厚度通常为100 μm，而隔离膜为50 μm。阳极膜是镀石墨的铜膜，阴极膜是镀锂金属氧化物的铝膜，隔离膜则由聚丙烯和聚乙烯构成。锂电池生产过程：
由于对精确性、可控性和加工机器的质量要求较高，金属箔分切（foil slitting），金属箔切割（foil cutting），标签清洗（tab cleaning）和隔离膜切割（separator foil cutting）等环节更适合使用激光进行加工。与传统的机械加工相比，激光加工拥有无工具磨损、切割形状灵活、边缘质量控制、精确性更高和运营成本较低等优势。
金属箔分切（foil slitting）
金属箔分切环节是指根据电池的设计，将一卷金属箔沿长边切成细长条。适用于该环节的是红外脉冲激光，可以高速高质量地分切电极镀层。如果对分切宽度和质量有更精密的要求，也可以考虑脉冲绿光和紫外光。
金属箔切割（foil cutting）
金属箔切割环节是指参照电池的设计，将细长条状的阳极膜和阴极膜切割成需要的形状。根据电池设计不同以及金属箔卷是否完整镀膜，可以选择或调整光束使之切割镀层或仅切割金属箔。该环节适用的激光器与铝箔分切环节相同。
标签清洗（tab cleaning）
特定情况下，需要移除石墨和锂金属氧化物以显露出裸铜或铝箔标签。该步骤的关键在于移除镀膜材料的同时不损害其下方的金属箔。脉冲红外激光较适合该环节。
激光刀模设备精度分析
中小功率激光刀模切割机,采用中小功率低消耗的激光发作器,别离精度高达0.02mm的数控机械系统.在抵达刀模制造所需求的精度的同时大大降低了激光刀模的制造本钱.特别适用于精密电子刀模的制造。并且采用分层切板技术拼合成的模切板,避免了大功率激光机因光路倾向而构成的尺寸不准问题。而且投资风险较小,报答快。
运用国内较先进激光发作器，切割时无须添加任何辅助气体，激光刀模机消耗较低，外接电源220V即可，且即开即用无须开机等候时间，激光刀模切割机运转每小时本钱只需5块钱左右。
1:激光刀模切割机采用*有的高频开关电源鼓舞，光电转化率高，模块化结构，具自诊断功用，缺点率低。
2:经过更为先进的谐振腔设计，结构合理，规划紧凑，抵达更高质量的光束方式，并且直接输出标准的45%线偏振，经过偏振镜转化为圆偏振，进步切割割缝分歧性。
3:激光刀模切割机模块化结构设计，电气部分与机械部分完好隔离，进步了电气控制的稳定性与机械结构的寿命，使激光器规划愈加合理紧凑。
加工精度
激光切割的加工精度是由加工机性能、光束品质、加工现象而决定的整体精度。
关于尺寸变化
即使按照程序进行切割，也有加工产品无法满足精度要求的情况。所以需要根据不同的情况采取对策。
1.加工产品的全体尺寸有变化
这是由于切口上激光焦点直径和其周围燃烧区域形成的切口宽度所影响的。
虽然在相同条件下，对相同的加工物，使用同一偏置补偿值可以确保其精度，但是焦点位置的设定要凭借加工机操作人员的感觉来确定，而且热透镜作用也会造成焦点位置的变化，所以需要定期检查的偏置补偿值。
2．加工方向(部分)上的尺寸误差有差别
板材上部的尺寸精度与尺寸精度有不同的情况。这个现象要考虑两方面的原因。首先，光束圆度和强度分布不均一，造成切口宽度沿加工方向有所不同。解决的方法是进行光轴调整或清洗光学部件。其次，被加工物受热膨胀会引起加工形状长方向尺寸变短的情况。
3．翘曲引起的变化
尺寸精度虽然在要求范围内，但由于热变形等原因会造成发生翘曲。加工铝、铜、不锈钢等时非常显著，它受到线膨胀系数、热容量等物性的影响。就加工形状来说，纵横比越大，翘曲量就越大。采用低热量加工条件以及加工线路等在加工程序上下工夫，但还没有完全解决问题。
加工板件所拥有的残余应力对翘曲和尺寸误差也有影响，所以我们需要对加工程序始终保持一定的配置方向。
4．间距精度变化
加工很多孔时，孔与孔之间的间距精度会出现偏差。由于在热膨胀情况下开孔，冷却收缩后，间距变小。我们可以在程序中补正收缩部分的精度或者灵活运用形状缩放功能。无论什么情况，都要在初期加工后，测定其加工尺寸，补误差。当间隔精度不随加工位置而变化，而是在整个加工区里都恶化时，其原因是机械精度的恶化而造成的。
5．圆度变化
在激光加工中加工孔切割面产生坡度是无法避免的，下面直径比背面直径大，一般都评估背面稍小一侧的圆度。
激光刀模机维护专题之:丝杆导轨如何保养？
直线导轨、滚珠丝杆是激光刀模机核心部件。为了保证机器有较高的加工精度，要求其直线导轨、滚珠丝杆具有较高的导向精度和良好的运动平稳性。激光刀模机在工作过程中会产生大量的腐蚀性粉尘和烟雾，基这些烟雾和粉尘长期大量沉积于直线导轨、滚珠丝杆表面，对设备的加工精度有很大影响，并且会在直线导轨、滚珠丝杆表面形成蚀点，缩短设备使用寿命。为了让机器正常稳定工作，确保产品的加工质量，要认真做好导轨、直线轴的日常维护。
特思德激光建议：每半个月清洁一次直线导轨、滚珠丝杆，关机操作。
需要材料：干净棉布、润滑油（直线导轨使用长城68#导轨油，滚珠丝杆使用长城润滑脂）
直线导轨的维护：用干净棉布擦拭直到光亮无尘，再加上少许润滑油(推荐使用长城68#导轨油，或采用缝纫机油替代)，让激光刀模机来回运行几次，让润滑油均匀分布即可。
滚珠丝杆的维护：用干净棉布擦拭干净，在加上少许润滑油（推荐使用美孚、长城润滑脂）
激光切割
激光切割可对金属或非金属零部件等小型工件进行精密切割或微孔加工，具有切割精度高、速度快、热影响小等优点。3C产品上常见的激光切割工艺有：蓝宝石玻璃手机屏幕激光切割、摄像头保护镜片激光切割、手机Home键激光切割、FPC柔性电路板激光切割、手机听筒网激光打孔等等。
激光先进加工技术在3C行业的应用
激光先进加工技术在3C行业的应用
手机Home键激光切割
手机内部的摄像头支架非常精细，它的精度直接影响到手机摄像头的安装。为了保证拍照效果，每一个摄像头产品要保持较高的一致性，切割支架的时候需要用到**切割夹具，还有可能用到高清晰CCD进行定位。
锦帛方激光精密激光切割机，采用原装进口精细切割头，采用先进切割工艺，通过变频控制实现降低毛刺，提高产品精度。切割一致性好无变形，没有刮渣和毛刺。这样的精度和加工效率是传统加工方式无法比拟的。
激光切割原理是由电子放电作为供给能源，通过He、N2、CO2等混合气体为激发媒介，利用反射镜组聚焦产生激光光束，从而对材料进行切割。
激光刀模与传统刀模的区别
根据实际情况处置好，激光刀模的工作流程是首先在AUTOCA D或其它一些针对刀模开发的软件将需要制作的刀模设计好。再存储为相应机器受理的文件格式，即可启动激光刀模切割机进行切割，用电脑弯刀机进行弯刀。弯刀出来后有些地方需要经过手动弯刀机进行修整。完成后装置模切刀线制作成刀模成品。
传统的手工刀模，通过锯床锯的移动的过程中就会形成错位而产生误差；加工速度慢；而使用了激光切割机后，激进刀模制作是刀模板上用铅笔或圆珠笔进行绘制。绘图设计就可以直接在计算机上进行，刀模板是由激光切割机全自动运行切割成型，不需要人工干预。误差小，速度快。对于激光刀模切割机的应用可以明显加速企业的发展，提高经济效益。
激光加工的有点和发展
在国外。激光发射器价钱十分昂贵（几十万到上百万不等），但由于激光加工设备具**械加工设备无法比拟的优势，所以在美、意、德等国度，激光设备加工已占到加工行业 60% 以上的份额。但是在中国，由于种种缘由，还处于推行阶段。
激光加工的优点：
1、范围普遍：二氧化碳激光可对任何非金属资料停止激光切割雕琢。并且价钱低廉！不会对材料形成机械挤压或机械应力。没有 “ 刀痕 ” 不伤害加工件的表面；不会使资料变形；
2、安全牢靠：采用非接触式激光加工；
3、准确细致：加工精度可到达 0.02mm，普通小于 0.5mm ；
4、节约环保：光束和光斑直径小，安全卫生；
5、效果分歧：保证同一批次的激光设备加工效果完整相同；
6、高速快捷：关于小批量激光设备加工效劳，可立刻依据电脑输出的图样停止高速激光雕琢和切割。
7、利息低廉：不受加工数量的限制，激光加工愈加低价。
激光打标
3C产品主要目标人群是年轻人，随着90后年轻消费群体的崛起，主打“年轻牌”“个性化定制”的营销方式，也已逐渐成为各个3C企业“决战时下”的**锏。手机背后的个性图案、笔记本面板上的定制logo……激光技术让3C产品有了更多的玩法。
激光打标的原理是是用激光束在各种不同的物质表面打上*的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图案、文字。
激光先进加工技术在3C行业的应用
激光打标图案
激光先进加工技术在3C行业的应用
激光打标笔记本图案
激光工艺之所以受到青睐，其主要优点在于，这是一种快速的、可编程的、非接触的工艺，且标记效果持久，通常不受生产过程中所需步骤的影响，高度的灵活性非常适用于包括手机在内3C行业各项产品的标记。激光打标，让手机越来越有科技感，也越来越有艺术感。
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