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激光切割加工是一種高精度、高效率的加工工藝,其工藝特點和應用範圍都十分廣泛。以下是對激光切割加工工藝的詳細介紹:
一、激光切割的基本原理
激光切割的基本原理是利用高功率密度的激光束照射到材料表面,使材料迅速熔化、汽化或燃燒,從而達到切割的目的。激光束通過聚焦透鏡或反射鏡聚焦到一個很小的點,形成高功率密度的激光束,然後照射到材料表面,使表面溫度迅速升高,達到熔點或沸點,從而實現切割。
二、激光切割的工藝流程
激光切割的工藝流程通常包括以下幾個步驟:
設計圖紙:根據客戶需求和要求,制作設計圖紙。
準備材料:根據設計圖紙中所需材料的要求,對材料進行選擇和準備。
設定參數:調節激光切割設備的參數,包括功率、速度、焦距等,對激光產生的光束進行調整。
定位切割:將待切材料放置在激光切割設備的工作平臺上,通過對光束進行切割路徑和定位的設計,將激光束定位到所需切割的位置。
激光切割:開啟設備後,激光束根據預設的路徑從不同方向對材料進行切割。
清理和後處理:在激光切割完成後,對產生的殘渣和廢料進行清理,並對所切割產品進行後處理,如去除毛刺、清潔、檢查尺寸等。
三、激光切割的工藝類型
激光切割工藝根據切割方式和材料的不同,可以分為以下幾種類型:
汽化切割:在高功率密度激光束的加熱下,材料表面溫度升至沸點溫度的速度很快,足以避免熱傳導造成的熔化,於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。
熔化切割:當入射的激光束功率密度超過某一值後,光束照射點處材料內部開始蒸發,形成孔洞。小孔被熔化金屬壁所包圍,然後,與光束同軸的輔助氣流把孔洞周圍的熔融材料帶走。隨著工件移動,小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。
氧化熔化切割:使用氧氣或其它活性氣體作為輔助氣體,材料在激光束的照射下被點燃,與氧氣發生激烈的化學反應而產生另一熱源,稱為氧化熔化切割。
控制斷裂切割:對於容易受熱破壞的脆性材料,通過激光束加熱進行高速、可控的切斷,稱為控制斷裂切割。激光束加熱脆性材料小塊區域,引起該區域大的熱梯度和嚴重的機械變形,導致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度,激光束可引導裂縫在任何需要的方向產生。
四、激光切割的優勢
激光切割加工具有顯著的優勢,主要包括:
高精度:激光切割的精度非常高,能夠滿足精密零件的加工要求。
高效率:激光切割速度快,能夠大幅提高生產效率。
邊緣質量好:激光切割的邊緣平整、無毛刺,無需進行二次精加工。
靈活性高:激光切割可以加工各種形狀和尺寸的零件,適應性強。
五、激光切割的應用領域
激光切割工藝的應用領域非常廣泛,包括但不限於:
钣金加工行業:激光切割在钣金加工行業中非常受歡迎,用於制造精密零件。
工業4.0和增材制造:隨著工業4.0的發展,激光切割在制造業中的應用越來越廣泛,能夠創造出傳統加工設備難以或無法制造的精細特征。
工藝禮品制作:激光切割技術可以在多種材料上雕刻精美圖案和文字,用於制作工藝品和紀念品。
建築模型制作:激光切割用於雕刻或切割建築模型的墻面、門窗、屋頂和地面等部分,提供精確和細致的模型構件。
此外,激光切割還廣泛應用於汽車制造、航空航天、電子電器、醫療器械等多個行業。
綜上所述,激光切割加工工藝具有高精度、高效率、邊緣質量好和靈活性高等顯著優勢,在多個領域都有廣泛的應用。