激光加工的原理及其優點

　　激光加工是目前最先進的加工技術，它主要利用高效激光對材料進行雕刻和切割，主要的設備包括電腦和激光切割(雕刻)機，使用激光切割和雕刻的過程非常簡單，就如雷射雕刻機同使用電腦和打印機在紙張上打印，在利用多種圖形處理軟件(cad、coreldraw等)進行圖形設計之後，將圖形傳輸到激光切割(雕刻)機，激光切割(雕刻)機就可以將圖形輕松地切割(雕刻)到任何材料的表面，並按照設計的要求進行邊緣切割。
　　激光加工的優點：
　　范圍廣泛：幾乎可對任何材料進行雕刻切割。
　　安全可靠：采用非接觸式加工，不會對材料造成機械擠壓或雷射打標機機械應力。
　　精確細致：加工精度可達到0.1mm
　　效果一致：保證同一批次的加工效果完全一致。
　　高速快捷：可立即根據電腦輸出的圖樣進行高速雕刻和切割，且激光切割的速度與線切割的速度相比要快很多。
　　成本低廉：不受加工數量的限制，對於小批量雷射焊接機加工服務，激光加工更加便宜。
　　切割縫細小：激光切割的割縫一般在0.1-0.2mm。
　　切割面光滑：激光切割的切割面無毛刺。
　　熱變形小：激光加工的激光割縫細、速度快、能量集中，因此傳到被切割材料上的熱量小，引起材料的變形也非常小。
　　適合大件產品的加工：大件產品的模具制造費用很高，激光加雷射切割機工不需任何模具制造，而且激光加工完全避免材料沖剪時形成的塌邊，可以大幅度地降低企業的生產成本提高產品的檔次。
　　節省材料：激光加工采用電腦編程，可以把不同形狀的產品進行材料的套裁，最大限度地提高材料的利用率，大大降低了企業材料成本。
　　非常適合新產品的開發：一旦產品圖紙形成後，馬上可以進行激光加工，你可以在最短的時間內得到新產品的實物。
　　三、激光可以加工哪些材料?
　　激光幾乎可以對任何材料進行加工，但受到激光發射器功率的限制，目前激光工藝可進行加工的材料主要以非金屬材料為主，包括：有機玻璃、塑膠、雙色板、竹木、布料、皮革、橡膠板、玻璃、石材、人造石、陶瓷、絕緣材料

如何控制激光切割機的切割質量

　　1.切割速度對切割質量的影響
　　對給定的激光功率密度和材料，切割速度符合於一個經驗式，只要在通閾值以上，材料的切割速度與激光功率密度成正比，即增加功率密度可提高切割速度。這裏所指的功率密度不但與激光輸出功率有關，而且與光束質量模式有關。另外，光束聚焦系統的特征，即聚焦後的光斑大小也對激光切割有很大的影響。
　　切割速度與被切割材料的密度(比重)和厚度成反比。當其他參數保持不變，提高切割速度的因素是：提高功率(在一定范圍內，如500～2 000W);改善光束模式(如從高階模雷射雕刻機到低階模直至TEM00);減小聚焦光斑尺寸(如采用短焦距透鏡聚焦);切割低起始蒸發能的材料(如塑料、有機玻璃等);切割低密度材料(如白松木等);切割薄型材料。
　　特別對金屬材料而言，在其他工藝變量保持恒定的情況下，激光切割速度可以有一個相對調節范圍而仍能保持較滿意的切割質量，這種調節范圍在切割薄金屬時顯得比厚件稍寬。有時，切割速度偏慢也會導致排出熱融材料燒蝕口表面，使切面很粗糙。
　　2.焦點位置調整對切割質量的影響
　　由於激光功率密度對切割速度影響很大，透鏡焦長的選擇雷射焊接機是個重要問題。激光束聚焦後光斑大小與透鏡焦長成正比，光束經短焦長透鏡聚焦後光斑尺寸很小，焦點處功率密度很高，對材料切割很有利;但它的缺點是焦深很短，調節餘量小，一般比較適用於高速切割薄型材料。由於長焦長透鏡有較寬焦深，只要具有足夠功率密度，比較適合切割厚工件。
　　在確定使用何種焦長的透鏡以後，焦點與工件表面的相對位置對保證切割質量尤為重要。由於焦點處功率密度高，大多數情況下，切割時焦點位置剛處在工件表面，或稍微在表面以下。在整個切割過程中，確保焦點與工件相對位置恒定是獲得穩定的切割質量的重要條件。有時，透雷射打標機鏡工作中因冷卻不善而受熱從而引起焦長變化，這就需要及時調整焦點位置。
　　當焦點處於較佳位置時，割縫較小、效率較高，較佳切割速度可獲得較佳切割結果。
　　在大多數應用情況下，光束焦點調整到剛處於噴嘴下。噴嘴與工件表面間距一般為1.5mm左右。
　　3.輔助氣體壓力對切割質量的影響
　　一般情況下，材料切割都需要使用輔助氣體，問題主要牽涉到輔助氣體的類型和壓力。通常，輔助氣體與激光束同軸噴出，保護透鏡免受汙染並吹走切割區底部熔渣。對非金屬材料和部分金屬材料，使用壓縮空氣或惰性氣體，處理融化和蒸發材料，同時抑制切割區過度燃燒。
　　對大多數金屬激光切割則使用活性氣體(只要是O2)，形成與熾雷射切割機熱金屬發生氧化放熱反應，這部分附加熱量可提高切割速度1/3～1/2。
　　在確保輔助氣體前提下，氣體壓力大小是個極為重要的因素。當高速切割薄型材料時，需要較高的氣體壓力以防止切口背面粘渣(熱粘渣到工件上還會損傷切邊)。當材料厚度增加或切割速度較慢時則氣體壓力宜適當降低，為了防止塑料切邊霜化，也以較低氣體壓力切割為好。
　　激光切割實踐表明，當輔助氣體為氧氣時，它的純度對切割質量有明顯影響。氧氣純度降低2%會降低50%的切割速度，並導致切口質量明顯變差。
　　4.激光輸出功率對切割質量的影響
　　對連續波輸出的激光器來說，激光功率大小和模式好壞都會對切割發生重要影響。實際操作時，常常設置較大功率以獲得較高的切割速度，或用以切割較厚材料。但光束模式(光束能量在橫斷面上的分布)有時顯得更加重要，而且，當提高輸出功率時，模式常隨之稍有變差。常可發現，在小於大功率狀況下焦點處卻獲得較高功率密度，並獲得較佳切割質量。在激光器整個有效工作壽命期間，模式並不一致。光學元件的狀況、激光工作混合氣體細微的變化和流量波動，都會影響模式機構。