主要工藝編輯

1、汽化切割。

　　在激光化切割過(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。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(chēng)作激光熔化切割。另外，這些材料通常要達(dá)到更厚的切口。在激光化切割中，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)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，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，大切割速度受到氣體射流速度的限制。

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。切頭驅(qū)動(dòng)裝置用于按照程序驅(qū)動(dòng)切頭沿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。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）。產(chǎn)品形狀實(shí)際上，不銹鋼是以全標(biāo)準(zhǔn)的金屬形狀和尺寸生產(chǎn)制造的，而且還有許多特殊形狀。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(chēng)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(chēng)切割壓力Pc,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。在這些應(yīng)用中，物主的建造成本可能比審美更為重要，表面不很干凈也可以。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。不銹鋼板編輯不銹鋼板表面光潔，有較高的可塑性、韌性和機(jī)械強(qiáng)度，耐酸、堿性氣體、溶液和其他介質(zhì)的腐蝕。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。

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)。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)。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。

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(lèi)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(mǎn)足客戶(hù)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)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(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)。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(zhuān)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。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(lèi)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。又稱(chēng)氟碳漆、氟涂料、氟樹(shù)脂涂料D、噴漆用壓縮空氣將涂料噴成霧狀涂在不銹鋼板上所形成不同的顏色。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。

光路補(bǔ)償措施編輯

利用擴(kuò)束鏡進(jìn)行光束準(zhǔn)直

光束的束腰直徑和遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角成反比，束腰直徑越大，遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角越小。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。目前擴(kuò)束鏡主要分為折射式和反射式兩種，其原理相當(dāng)于一個(gè)倒置的望眼鏡。主要作用是通過(guò)增加光束的束腰直徑來(lái)減小遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角，進(jìn)而改善由于光路長(zhǎng)度變化引起的焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度的不穩(wěn)定目前，國(guó)內(nèi)對(duì)光束準(zhǔn)直方面的研究不多，其中大多數(shù)都是針對(duì)折射式的，反射式的研究較少。折射式擴(kuò)束鏡的設(shè)計(jì)、加工、調(diào)整都較容易，但是由于透鏡容易溫升過(guò)大導(dǎo)致鏡片變形，因此，折射式擴(kuò)束鏡僅僅適用于小功率激光的光束準(zhǔn)直。而對(duì)于像激光切割機(jī)這樣的大功率光束準(zhǔn)直，一般采用反射式擴(kuò)束鏡。但反射式擴(kuò)束鏡的鏡面曲率半徑難以通過(guò)解析的方法確定，只能通過(guò)數(shù)值擬合的方法獲得，因此，設(shè)計(jì)、制造、調(diào)整都很困難。為此，通過(guò)擴(kuò)束鏡對(duì)光束準(zhǔn)直的方法來(lái)對(duì)激光切割機(jī)的飛行光路系統(tǒng)進(jìn)行光路補(bǔ)償，效果甚微[1]  。

采用變曲率半徑鏡片（VRM）

通過(guò)調(diào)整變量泵的輸出流量來(lái)改變VRM鏡片內(nèi)水槽中的水壓，這樣就可以改變聚焦透鏡的曲率半徑，進(jìn)而改變聚焦方程中的參數(shù)f。304不銹鋼編輯304不銹鋼是不銹鋼中常見(jiàn)的一種材質(zhì)，密度為7。變曲率半徑鏡片能夠在光路長(zhǎng)度改變時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整光束的特征參數(shù)，來(lái)保持焦點(diǎn)半徑和焦點(diǎn)深度的穩(wěn)定。VRM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、需要閉環(huán)控制，國(guó)外一些技術(shù)先進(jìn)的產(chǎn)品已經(jīng)采用這種光路補(bǔ)償措施。但是，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)水平，難以達(dá)到預(yù)期的使用效果[1]  。