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激光切割加工根據激光器類型、切割方式及應用場景的不同,可分為多種類型,每種類型在原理、適用材料和加工效果上各有特點。以下是激光切割加工的主要種類及其詳細介紹:
一、按激光器類型分類
CO₂激光切割
原理:利用CO₂氣體作為激光介質,通過電激勵或化學激勵產生激光束。
特點:
波長較長(10.6μm),易被非金屬材料吸收,適用於切割木材、亞克力、布料等。
切割厚度較大(可達25mm),但切割速度較慢,設備成本較高。
應用:非金屬材料加工、廣告標識制作、工藝品雕刻等。
光纖激光切割
原理:以摻稀土元素的光纖為增益介質,通過泵浦光源激發產生激光。
光束質量好,切割精度高,適用於金屬材料切割。
切割速度快,效率高,維護成本低(無氣體消耗)。
可切割多種金屬,如不銹鋼、碳鋼、鋁合金等。
應用:金屬板材加工、汽車制造、航空航天、電器櫃生產等。
YAG激光切割
原理:以摻钕钇鋁石榴石(Nd:YAG)晶體為激光介質,通過閃光燈或激光二極管泵浦產生激光。
波長較短(1.06μm),適用於金屬和部分非金屬材料切割。
設備成本較低,但光束質量較差,切割速度較慢。
應用:小型金屬件加工、模具修復、珠寶加工等。
半導體激光切割
原理:利用半導體材料(如GaAs)的PN結產生激光。
體積小、效率高、壽命長。
輸出功率較低,適用於精密加工和微加工。
應用:電子元件切割、半導體封裝、醫療設備加工等。
二、按切割方式分類
熔化切割
原理:激光束加熱材料至熔點,同時用輔助氣體(如氮氣、氩氣)將熔化材料吹走。
切割邊緣光滑,熱影響區小。
適用於不銹鋼、鋁合金等金屬材料切割。
應用:金屬板材加工、精密零件制造。
氧化熔化切割(氣化切割)
原理:激光束加熱材料至沸點,使其氣化,同時用氧氣作為輔助氣體,促進燃燒反應。
切割速度快,效率高。
適用於碳鋼、钛合金等易氧化材料切割。
應用:厚板金屬切割、造船、橋梁制造。
汽化切割
原理:激光束功率極高,直接使材料汽化,無需輔助氣體。
切割精度極高,熱影響區極小。
適用於超薄材料(如薄膜、箔材)切割。
應用:微電子、半導體、精密儀器制造。
控制斷裂切割
原理:激光束加熱脆性材料(如玻璃、陶瓷),使其局部膨脹產生裂紋,通過控制裂紋擴展實現切割。
切割邊緣質量高,無熔渣。
適用於脆性材料切割。
應用:玻璃加工、陶瓷封裝、電子顯示屏制造。
三、按應用場景分類
金屬激光切割
適用材料:不銹鋼、碳鋼、鋁合金、銅合金等。
切割精度高,邊緣質量好。
可切割復雜形狀,無需模具。
應用:汽車制造、航空航天、電器櫃、金屬家具。
非金屬激光切割
適用材料:木材、亞克力、布料、皮革、橡膠等。
切割無接觸,無機械應力。
可實現精細雕刻和打孔。
應用:廣告標識、工藝品、服裝裁剪、包裝材料。
三維激光切割
原理:利用五軸聯動激光切割頭,實現空間曲面的切割。
可切割復雜三維零件,如汽車覆蓋件、航空部件。
切割精度高,適應性強。
應用:汽車白車身加工、航空航天結構件、模具制造。
激光微切割
原理:利用超短脈沖激光(如飛秒激光)實現微米級精度切割。
切割熱影響區極小,材料損傷低。
適用於精密電子元件、醫療器件加工。
應用:半導體封裝、微電子、生物醫學工程。