激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下,通过脉冲使激光器放电,从而输出受控的重复高频率的脉冲激光,形成一定频率,一定脉宽的光束,该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上,形成一个个细微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。每一个高能
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激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下,通过脉冲使激光器放电,从而输出受控的重复高频率的脉冲激光,形成一定频率,一定脉宽的光束,该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上,形成一个个细微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔,在计算机控制下,激光加工头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点,这样就会把物体加工成想要的形状。切缝时的工艺参数(切割速度,激光器功率,气体压力等)及运动轨迹均由数控系统控制,割缝处的熔渣被一定压力的辅助气体吹除。
汽化切割加工不能用于,像木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外,这些材料通常要达到更厚的切口。在激光汽化切割中,合适光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。循环水的水质及水温直接影响激光管的使用寿命,建议使用纯净水,并将水温控制在35℃以下。激光功率和气化热对合适焦点位置只有一定的影响。在板材厚度一定的情况下,大切割速度反比于材料的气化温度。所需的激光功率密度要大于108W/cm2,并且取决于材料、切割深度和光束焦点位置。在板材厚度一定的情况下,假设有足够的激光功率,大的切割速度受到气体射流速度的限制。加工不能用于,像木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。
切割前应先了解可避免加工失败。激光切割机对新型轻质加强纤维聚合体复合材料很难是常规方法进行加工。在利用激光无接触切割加工的特点可以对固化前的层迭薄片高速进行切割修剪、定尺,在激光束的加热下,薄片边缘被融合,避免了纤维屑生成。
对完全固化后的厚工件,尤其是硼纤维和碳纤维合成材料,激光切割时要注意防止切边可能会有碳化、分层和热损伤发生。正如塑料切割一样,合成材料切割过程中需要及时排除废气。由于能量密度与面积成反比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝。还有一种类型的复合材料,就是单纯由两种性能不同的材料上下复合在一起,为了获取较好的切割质量,激光切割机的原则是先切割具有较好切割性有的那一面。
激光切割机进入切割过程的良性循环,10.6um波长的 CO2激光束很容易被非金属材料吸收,导热性不好和低的蒸发温度又使吸收的光束几乎整个输入材料内部,并在光斑照射处瞬间汽化,并终形成了起始孔洞. 可用激光切割机加工的有机材料包括有:塑料(聚合物)、橡胶、木材、纸制品、皮革等。如果出现这种情况,那么我们要仔细的检查切割机和计算机之间的接地状况,及时的排除问题。而可用激光切割机加工的无机材料包括有:石英、玻璃、陶瓷、石头等。
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