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半導(dǎo)體激光器 激光切割 激光器
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激光加工的利與弊:為何它成為制造業(yè)的新寵?
材料來源:名古屋奈司精密工具SNSTC          

在鈑金件加工中,通常情況下使用激光切割金屬板材。近年來,使用激光加工紙張和木材的機(jī)器設(shè)備也越來越多。本文就激光加工的功能、種類、以及可以加工的材料等進(jìn)行說明。

01 什么是激光加工?  

激光加工,簡單來說,就是利用激光束的高能量密度來對(duì)各種材料進(jìn)行加工處理的一種先進(jìn)制造技術(shù)。它通過將激光照射到材料表面,瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大的能量作用,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的切割、焊接、雕刻等一系列加工操作。就好比用一束光作畫,在材料上留下精準(zhǔn)的痕跡。

02 激光加工的優(yōu)缺點(diǎn)

激光加工優(yōu)點(diǎn)

高精度與精細(xì)加工能力強(qiáng) :激光加工可針對(duì)復(fù)雜形狀進(jìn)行精細(xì)操作,通過調(diào)整光斑直徑、波長和輸出等參數(shù),實(shí)現(xiàn)微米級(jí)加工。

熱變形小且加工變形小 :與材料無接觸,不施加物理力,加工變形小。并且熱量集中在一點(diǎn),熱變形也較小。

加工效率高 :激光加工速度快,能快速完成加工任務(wù),像在汽車制造領(lǐng)域切割車身板材,速度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)機(jī)械切割,可縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率,滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求。

材料適應(yīng)性強(qiáng) :適用于多種材料,無論是金屬(如鋼鐵、鋁合金)還是非金屬(如塑料、木材、皮革),都能根據(jù)材料特性調(diào)整激光參數(shù)進(jìn)行切割、焊接或雕刻,涵蓋大部分常見材料的加工需求。

激光加工缺點(diǎn)

成本投入高:激光加工設(shè)備因包含高精度光學(xué)系統(tǒng)、激光發(fā)生器及配套控制系統(tǒng)等核心部件,前期購置成本居高不下,像一套工業(yè)級(jí)激光切割設(shè)備,價(jià)格往往高達(dá)幾十萬甚至上百萬,對(duì)資金緊張的中小型企業(yè)而言,是沉重的負(fù)擔(dān),過高成本可能阻礙其引入先進(jìn)激光加工技術(shù),影響企業(yè)技術(shù)升級(jí)與競爭力提升。

人員要求高:激光加工設(shè)備操作復(fù)雜,涉及眾多參數(shù)設(shè)置與嚴(yán)格操作流程,要求操作人員具備扎實(shí)的激光物理原理知識(shí)、熟練掌握設(shè)備操作規(guī)范,需經(jīng)過專業(yè)系統(tǒng)培訓(xùn)才能上崗。一旦操作失誤,易導(dǎo)致加工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、設(shè)備損壞甚至安全事故,企業(yè)為培養(yǎng)專業(yè)人員需投入額外時(shí)間和資金成本。

存在安全風(fēng)險(xiǎn):激光束作為高能量輻射源,若防護(hù)不當(dāng),直射或反射的激光會(huì)對(duì)人體眼睛和皮膚造成不可逆?zhèn)Φ,還可能引燃周邊易燃易爆材料,引發(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重安全事故,需配備全套專業(yè)防護(hù)裝備,嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)范,這增加了操作復(fù)雜度與安全管理成本。

加工速度受限:盡管激光加工精度高,但非接觸式高精度照射導(dǎo)致其加工速度較傳統(tǒng)方式稍慢,尤其在大規(guī)模生產(chǎn)任務(wù)中,效率問題凸顯。若強(qiáng)行提速,又易產(chǎn)生毛刺,影響加工質(zhì)量,企業(yè)需在速度與質(zhì)量間權(quán)衡,難以兼顧高效與高質(zhì)生產(chǎn)需求。

03 激光加工的三大功能

切割

激光切割是激光加工里最常用的功能之一。激光可以用于切斷金屬等各種材質(zhì),根據(jù)設(shè)定的圖形軌跡,將材料精準(zhǔn)地分割開來。無論是直線切割還是復(fù)雜曲線切割,都能一氣呵成。對(duì)于不同厚度的材料,調(diào)整激光功率、切割速度等參數(shù)即可完成加工任務(wù)。

焊接

激光焊接是高效連接方式,能將多塊材料牢固焊接。其原理是聚焦激光束至材料,使其熔化,冷卻后形成堅(jiān)固焊縫。在電子和航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,前者可精準(zhǔn)焊接狹小空間的元件,保證產(chǎn)品性能;后者能減輕結(jié)構(gòu)重量,提升可靠性和安全性。通過調(diào)節(jié)參數(shù)可實(shí)現(xiàn)精細(xì)焊接,但焊接部位密著精度差、間隙大時(shí),易出現(xiàn)氣孔或裂縫等缺陷。

雕刻

激光雕刻運(yùn)用激光束去除材料表層,雕出圖案、文字或標(biāo)記。通過控制激光功率與掃描速度,可調(diào)節(jié)雕刻深度與精度,達(dá)成藝術(shù)化效果。雕刻分光柵雕刻(由像素點(diǎn)構(gòu)成圖像)和矢量雕刻。它無需切削工具,屬非接觸式加工,且具高產(chǎn)能、高效率特點(diǎn)。

04 臥式五軸激光工具磨

上名精工臥式五軸激光工具磨設(shè)備采用先進(jìn)臥式結(jié)構(gòu),高效精準(zhǔn),可同時(shí)滿足小型和中型五軸產(chǎn)品加工需求。配備工業(yè)級(jí)光纖激光器,實(shí)現(xiàn)刀具粗精加工一體化,一次裝夾完成從PCD復(fù)合片焊接粗割到刃口精加工,效率高。具備粗切割、刃口磨削等多種功能,操作簡單,培訓(xùn)周期短。采用超短脈沖激光器,實(shí)現(xiàn)金剛石和CBN材料無耗材加工,環(huán)保節(jié)能。

上名精工激光設(shè)備可對(duì)激光切割、激光打標(biāo)、激光雕刻等激光加工等。 

轉(zhuǎn)自:名古屋奈司精密工具SNSTC

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