激光切割的廣泛應用:
激光切割加工是隨著制造技術不斷改進而產生的,是利用能量聚焦原理來發揮作用,在技術的、標準的推動下,社會對精密儀器、模具制造、產品加工方面的要求更加精益求精,因此,激光切割的出現恰恰能夠滿足人們的需要,此外,通過與計算機、機器人相關設施的配套,激光切割更標準。激光切割加工能夠保持切割垂直型,方向性,切割的切口大小能夠準確抱我,同時能夠保持切割口表面的光滑與穩定等等,激光切割的應用涉及到各個方面。
激光切割在金屬制造、切割方面更是應用廣泛,利用銅、鈦等金屬,還包括新材料、合成加工產品等,在新材料產業快速發展的階段,對激光切割的應用更加重要,在飛機制造、航天器械的制造等,這些需要精密制造的相關器械。
激光束聚焦成很小的光點其小直徑可小于0.1mm),使焦點處達到很高的功率密度可超過106W/cm2)。這時光束輸入(由光能轉換)的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散部分,材料很快加熱至汽化濕度,蒸發形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動,使孔洞連續形成寬度很窄(如0.1mm左右)的切縫。切邊熱影響很小,基本沒有工件變形。
切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助氣體。鋼切割時得用氧作為輔助氣體與溶融金屬產生放熱化學反應氧化材料,同時幫助吹走割縫內的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣,棉、紙等易燃材料切割使用惰性氣體。進入噴嘴的輔助氣體還能冷卻聚焦透鏡,防止煙塵進入透鏡座內污染鏡片并導致鏡片過熱。
大多數有機與無機物都可以用激光切割。在工業制造占有分量很重的金屬加工業,許多金屬材料,不管它具有什么樣的硬度,都可進形無變形切割(目前使用的激光切割系統可切割工業用鋼的厚度已可接近20mm)。當然,對高反射率材料,如金、銀、銅和鋁合金,它們也是好的傳熱導體,因此激光切割很困難,甚至不能切割(某些難切割材料可使用脈沖波激光束進行切割,由于極高的脈沖波峰值功率,會使材料對光束的吸收系數瞬間急劇提高)。
激光切割加工無毛刺,皺折、精度高,優于等離子切割。對許多機電制造行業來說,由于微機程序的現代化激光切割系統能方便切割不同形狀與尺寸的工件,它往往比沖切、模壓工藝更被優先選用;盡管它加工速度慢于模沖,但它沒有模具消耗,無需修理模具,還節約更換模具時間,從而節省加工費用,降低產品成本,所以從總體上講在經濟上更為合算。
另一方面,從如何使模具適應工件設計尺寸和形狀變化角度看,激光切割也可發揮其重現性好的優勢。作為層疊模具的優先制造手段,由于不需要模具制作工,激光切割運轉費用也并不昂貴,因此還能顯著地降低模具制造費用。激光切割模具還帶來的附加好處是模具切邊會產生一個淺硬化層(熱影響區),提高模具運行中的耐磨性。激光切割的無接觸特點給圓鋸片切割成形帶來無應力優勢,由此提高了使用壽命。
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