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激光切割加工技术详解
激光切割技术是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。
简介
利用激光切割设备可切割4mm以下的不锈钢，在激光束中加氧气可切割20mm厚的碳钢，但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜。切割的大厚度可增加到20mm，但切割部件的尺寸误差较大。
激光切割设备的价格相当贵，约150万元以上。但是，由于降低了后续工艺处理的成本，所以，在大生产中采用这种设备还是可行的。由于没有加工成本，所以激光切割设备也适用生产小批量的原先不能加工的各种尺寸的部件。激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术(CNC)装置，采用该装置后，就可以利用电话线从计算机设计(CAD)工作站来接受切割数据。
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。
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。
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。
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。
主要特性
切缝窄工件变形小
激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度。这时光束输入的热量远远**过被材料反射、传导或扩散的部分，材料很快加热至汽化程度，蒸发形成孔洞。
切割过程中还添加与被切材料相适合的汽体。钢切割时利用氧作为汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料，同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气，棉、纸等易燃材料切割使用惰性汽体。进入喷嘴的汽体还能冷却聚焦透镜，防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。
大多数**与无机材料都可以用激光切割。在工业制造系统占有份量很重的金属加工业，许多金属材料，不管它是什么样的硬度，都可以进行无变形切割。当然，对高反射率材料，如金、银、铜和铝合金，它们也是好的传热导体，因此激光切割很困难，甚至不能切割。激光切割刺、皱折、精度高，优于等离子切割。对许多机电制造行业来说，由于微机程序控制的现代激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件，它往往比冲切、模压工艺更被**选用；尽管它加工速度还慢于模冲，但它没有模具消耗，无须修理模具，还节约更换模具时间，从而节省了加工费用，降低了生产成本，所以从总体上考虑是更合算的。
无接触加工
激光束聚焦后形成具有强能量的很小作用点，把它应用于切割有许多特点。先，激光光能转换成惊人的热能保持在小的区域内，可提供
⑴狭的直边割缝；⑵小的邻近切边的热影响区；⑶小的局部变形。
其次，激光束对工件不施加任何力，它是无接触切割工具，这就意味着⑴工件无机械变形；⑵无磨损，也谈不上的转换问题；⑶切割材料无须考虑它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料的硬度影响，任何硬度的材料都可以切割。再次，激光束可控性强，并有高的适应性和柔性，因而⑴与自动化设备相结合很方便，容易实现切割过程自动化；⑵由于不存在对切割工件的限制，激光束具有无限的仿形切割能力；⑶与计算机结合，可整张板排料，节省材料。

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。

激光切割解析
 1、汽化切割
在高功率密度激光束的加热下，材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快，足以避免热传导造成的熔化，于是部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作为喷出物从切缝底部被气体流吹走。
2、熔化切割
当入射的激光束功率密度**过某一值后，光束照射点处材料内部开始蒸发，形成孔洞。一旦这种小孔形成，它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化物质所包围，然后，与光束同轴的气流把孔洞四周的熔融材料带走。随着工件移动，小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。激光束继续沿着这条缝的*照射，熔化材料持续或脉动地从缝内被吹走。
3、氧化熔化切割
熔化切割一般使用惰性气体，假如代之以氧气或其它活性气体，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，称为氧化熔化切割。
4、控制断裂切割
对于轻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，称为控制断裂切割。这种切割过程主要内容是：激光束加热脆性材料小块区域，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。只要保持均衡的加热梯度，激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。
激光切割的原理
激光切割是用聚焦镜将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,从而形成一定外形的切缝。
激光切割的应用领域
机床、工程机械、电气开关制造、电梯制造、粮食机械、纺织机械、机车制造、农林机械、食品机械、特种汽车、石油机械制造、、环保设备、家用电器制造、大电机硅钢片等各种机械制造加工行业。
激光切割的显着优势
1．精度高：定位精度0.05mm，重复定位精度0.02 mm
2．切缝窄：激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度，材料很快加热至气化程度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切口宽度一般为0.10～0.20mm。
3．切割面光滑：切割面刺，切口表面粗糙度一般控制在Ra12.5以内。
4．速度快：切割速度可达10m/min，大定位速度可达70m/min，比线切割的速度快很多。
5．切割质量好：无接触切割，切边受热影响很小，基本没有工件热变形，完全避免材料冲剪时形成的塌边，切缝一般不需要二次加工。
6．不损伤工件：激光切割头不会与材料表面相接触，保证不划伤工件。
7．不受被切材料的硬度影响：激光可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等进行加工，不管什么样的硬度，都可以进行无变形切割。
8．不受工件外形的影响：激光加工柔性好，可以加工任意图形，可以切割管材及其它异型材。
9．可以对非金属进行切割加工：如塑料、木材、PVC、 皮革、纺织品、**玻璃等。
10．节约模具投资：激光加工不需模具，没有模具消耗，无须修理模具，节约更换模具时间，从而节省了加工费用，降低了生产成本，尤其适合大件产品的加工。
11．节省材料：采用电脑编程，可以把不同外形的产品进行整张板材料套裁，大限度地提高材料的利用率。
12．提高新产品开发速度：产品图纸形成后，马上可以进行激光加工，在短的时间内得到新产品的实物。

激光刀模材料简介
一、激光刀模材料的规格描述：
   有厚度，高度，刃角，硬度，包装形式5方面。
 1．厚度  一般使用单位mm，常用的刀料厚度为0.45mm，0.53mm，0.71mm，1.05mm。另外，一个通用的单位是pt，1pt=0.35146mm。以上厚度转化为pt单位后就是1.3pt，1.5pt，2pt，3pt。
 2．高度  一般使用单位mm，高度的规格非常多，从8～100，根据自己选择即可。
 3．刃角  使用角度单位。一般有30°，42°，52°的规格。
 4．硬度  使用洛氏硬度（HRC）和维氏硬度（HV）两种，刀身的硬度一般在50 HRC以下，刀刃的硬度一般在55 HRC以上。
 5．包装形式  有条刀和盘刀两种。长度一般为1m/条，100m/盘。
 二、激光刀模材料的材质及处理介绍
 1 选用的钢材：钢分子结构紧密，刀身富有柔韧性，受弯后无太大的回弹，分子结构仍保持紧密的联结。
 2 精湛的表面退碳处理：将较脆的碳分子从模切刀的表层退去，使刀片受弯时不致表面脆裂，而导致刀身断裂。仿似一层软皮组织将刀身包起，更加便于弯曲成形。
 3 的热处理：可以根据客户不同要求将模节刀调节至不同硬度，并将刀身调软便于弯曲而将刀峰调硬使之耐用。
 4 高的精度：模切刀精度越高，模切机调压时间越短，机械磨损越低，出产速度越快，模切效果越好。特别是不干胶商标的模切，无精度的模切刀根本分歧格。
 5 应拥有更多规格、型号供客户选择：模切刀的选择应拥有更多规格、型号供客户选择：模切刀的选择应按三个原则去选择：（1）出产是否长版；（2）客户要求是否高；（3）所模切的图案是否复杂。选择适合的型号、规格的模切刀是模切质量保证的枢纽。
 6 软刀刀峰经淬火处理的模切刀因为刀身软，刀峰硬，通常被称为软刀。软刀的淬火处理面积的厚薄对耐用性影响很大，淬火面积大，承托刀身传递过来的机械压力的能力越大，反之较硬的刀峰与较软的刀身的接触面积较少时，硬的部门会向软的部门凹陷进去，或很易脱落，或承托力不足甚至减至零，即刀的寿命缩短。当然也不能无穷制增加淬火层面积，淬火层面积太多会影响模切刀的弯曲。因为淬火层的重要性，加上淬火层面积越大，刀的造价越高，所以有些无良出产商甚至用涂颜色的方法在刀峰涂上一层墨色就说是淬火处理，以欺用户。因此，选择合适的，选择信誉良好的供给商就相称重要。
 7 不同硬度的品种选择，有利于适应不同的需要。有些只有两种硬度的刀，对于模切较厚的材料根本不能胜任。另一方面，假如只有很硬的刀，对于图案复杂的木模成型又很成题目。或者有时用户委曲使用统一款刀于不同要求的模切出产上，难以达至佳的效果。所以选择品种较多的也是相称重要的。
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