激光切割機(jī)原理

是由原子(分子或離子箏)躍遷產(chǎn)生的，而且是自發(fā)輻射引起勺。 激光雖然是光，但它與普通光明顯不同是激光僅在最初極短的時(shí)間內(nèi)依賴于自發(fā)輻射，此后的過程完全由激輻射決定，因此激光具有非常純正的顏色，幾乎無發(fā)散的方向性,雕刻機(jī)，極高的發(fā)光強(qiáng)度。 激光同時(shí)又具有高相干性、高強(qiáng)度性、高方向性，激光通過激光器產(chǎn)生后由反射鏡傳遞并通過聚集鏡照射到加工物品上，使加工物品（表面）受到強(qiáng)大的熱能而溫度急劇增加，使該點(diǎn)因高溫而迅速的融化或者汽化，配合激光頭的運(yùn)行軌跡從而達(dá)到加工的目的。激光加工技術(shù)在廣告行業(yè)的應(yīng)用主要分為：激光切割、激光雕刻兩種工作方式，對(duì)于每一種工作方式，我們?cè)诓僮髁鞒讨杏幸恍┎槐M相同的地方。

激光雕刻：主要是在物體的表面進(jìn)行，分為位圖雕刻和矢量雕刻兩種：

位圖雕刻： 我們先在PHOTOSHOP里將我們所需要雕刻的圖形進(jìn)行掛網(wǎng)處理并轉(zhuǎn)化為單色BMP格式，而后在專用的激光雕刻切割軟件中打開該圖形文件。根據(jù)我們所加工的材料我們進(jìn)行合適的參數(shù)設(shè)置就可以了，而后點(diǎn)擊運(yùn)行，激光雕刻機(jī)就會(huì)根據(jù)圖形文件產(chǎn)生的點(diǎn)陣效果進(jìn)行雕刻。

矢量雕刻：使用矢量軟件如Coreldraw，AutoCad，Iluustrator等排版設(shè)計(jì)，并將圖形導(dǎo)出為PLT，DXF，AI格式,打標(biāo)機(jī)，然后再用專用的激光切割雕刻軟件打開該圖形文件，傳送到激光雕刻機(jī)里進(jìn)行加工。

在廣告行業(yè)主要適用于木板、雙色板、有機(jī)玻璃、彩色紙等材料的加工。

激光切割：我們可以理解為是邊緣的分離。對(duì)這樣的加工目的，我們應(yīng)該先在CORELDRAW、AUTOCAD里將圖形做成矢量線條的形式,氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)，然后存為相應(yīng)的PLT、DXF格式，用激光切割機(jī)操作軟件打開該文件，根據(jù)我們所加工的材料進(jìn)行能量和速度等參數(shù)的設(shè)置再運(yùn)行即可。激光切割機(jī)在接到計(jì)算機(jī)的指令后會(huì)根據(jù)軟件產(chǎn)生的飛行路線進(jìn)行自動(dòng)切割。如：現(xiàn)有金運(yùn)激光切割機(jī)，可以根據(jù)電腦繪制好的模板，然后直接輸入電腦，自動(dòng)切割圖形?，F(xiàn)有的金運(yùn)激光切割機(jī)一般都有自己的硬盤，可輸入海量數(shù)據(jù)源。簡(jiǎn)潔方便。

激光切割的特點(diǎn)

激光加工作為一種全新的加工方法，以其加工精確、快捷、操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在皮革、紡織服裝行業(yè)內(nèi)逐漸得到廣泛的應(yīng)用。鐳射激光切割機(jī)與傳統(tǒng)的切割方式相比不僅價(jià)格低,消耗低.并且因?yàn)榧す饧庸?duì)工件沒有機(jī)械壓力,所以切割出來產(chǎn)品的效果,精度以及切割速度都非常良好.并且還具有操作安全,維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn).可連續(xù)24小時(shí)工作。用鐳射激光機(jī)切割出來的無塵布無紡布邊不發(fā)黃,自動(dòng)收邊不散邊,不變形，不會(huì)發(fā)硬,尺寸一致且精確；可切割任意復(fù)雜形狀；效率高、成本低，電腦設(shè)計(jì)圖形,可切割任意形狀任各種大小的花邊。開發(fā)速度快：由于激光和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，用戶只要在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)，即可實(shí)現(xiàn)激光雕刻輸出并且可隨時(shí)變換雕刻,可邊設(shè)計(jì)邊出產(chǎn)品。

技術(shù)采用激光束照射到金屬板材表面時(shí)釋放的能量來使金屬板材熔化并由氣體將溶渣吹走。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率為300～5000瓦。該功率的水平比許多家用電暖氣所需要的功率還低，但是，通過透鏡和反射鏡，激光束聚集在很小的區(qū)域。能量的高度集中能夠進(jìn)行迅速局部加熱，使金屬板材溶化。此外，由于能量非常集中，所以，僅有少量熱傳到金屬板材的其它部分，所造成的變形很小或沒有變形。利用激光可以非常準(zhǔn)確地切割復(fù)雜形狀的坯料，所切割的坯料不必再作進(jìn)一步的處理。

利用激光切割設(shè)備可切割16mm以下的不銹鋼，在激光束中加氧氣可切割8～10mm厚的不銹鋼，但加氧切割后會(huì)在切割面形成薄薄的氧化膜。切割的最大厚度可增加到16mm，但切割部件的尺寸誤差較大。

激光切割設(shè)備的價(jià)格相當(dāng)貴，約200萬元人民幣以上。但是，由于降低了后續(xù)工藝處理的成本，所以，在大生產(chǎn)中采用這種設(shè)備還是可行的。由于沒有刀具加工成本，所以激光切割設(shè)備也適用生產(chǎn)小批量的原先不能加工的各種尺寸的部件。激光切割設(shè)備通常采用計(jì)算機(jī)化數(shù)字控制技術(shù)（CNC）裝置，采用該裝置后，就可以利用電話線從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）工作站來接受切割數(shù)據(jù)。

在激光切割機(jī)中，有著多種標(biāo)志化的工作原理，激光管同樣也是。都清楚的知道激光設(shè)備中，激光管的重要性，下面就以現(xiàn)今最為普遍的一種激光管來進(jìn)行判定，CO2激光管！激光管的組成是采用一種硬質(zhì)的玻璃制造的，因此是一種易碎，易裂的物質(zhì)。要想了解CO2激光管，就必須先要了解激光管的結(jié)構(gòu)，像這種二氧化碳激光器采用的都是層套筒式結(jié)構(gòu)，最為里面的是一層放電管。然而二氧化碳的激光器放電管的直徑比激光管的本身都還要粗，放電管的粗細(xì)跟光斑的大小所引起的衍射反應(yīng)成為一種正比，管長的長短跟放電管的輸出功率也形成了一種比例，同樣的這也能幫客戶分析要一種省電的，還是需求一種精細(xì)的，因?yàn)樵谶x擇激光管的同時(shí)，可以適當(dāng)去看下激光管里面的放電管的粗細(xì)以及長短，這樣能輕而一舉的了解到激光管的品質(zhì)。

由于激光切割機(jī)在運(yùn)作過程中，激光管會(huì)產(chǎn)生很大熱量，影響了切割機(jī)正常工作，因此需要特域冷水機(jī)來冷卻激光管，確保激光切割機(jī)在恒溫狀態(tài)下正常工作。200W的激光器選用CW-6200就可以了，制冷量5.5KW；650W的激光器要選用CW-7800，制冷量23KW

（1） 高速、高精度激光切割機(jī)由于大功率激光器光束模式的改善及32位微機(jī)的應(yīng)用，為激光切割設(shè)備的高速、高精度創(chuàng)造了有利條件。

（2） 厚板切割和大尺寸工件切割的大型激光切割機(jī)隨著可用于激光切割激光器功率的增大，激光切割正從輕工業(yè)薄板的鈑金加工向著重工業(yè)厚板切割方向發(fā)展。

（3） 三維立體多軸數(shù)控激光切割機(jī)，為了滿足汽車、航空等工業(yè)的立體工件切割的需要，已發(fā)展了各種各樣的五軸或六軸三維激光切割機(jī)，數(shù)控軸數(shù)達(dá)到九軸，加工速度快，精度高。在先進(jìn)國家的汽車生產(chǎn)線上，激光切割機(jī)器人的應(yīng)用愈來愈多。三維激光切割機(jī)正向高效率、高精度、多功能和高適應(yīng)性方向發(fā)展，其應(yīng)用范圍將會(huì)愈來愈大。

（4） 激光切割單元自動(dòng)化和無人化為了提高生產(chǎn)率和節(jié)省勞動(dòng)力，激光切割正向著激光切割單元（FMC）和無人化、自動(dòng)化方向發(fā)展。發(fā)展這種單元自動(dòng)化系統(tǒng)，必須依賴于現(xiàn)金的自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)生產(chǎn)輔助管理系統(tǒng)技術(shù)等。國外已有各種各樣的激光切割單元可供應(yīng)市場(chǎng)，并有由6臺(tái)大型激光切割機(jī)為核心組成的無人化的切割生產(chǎn)線在工廠運(yùn)行。

（5） 緊湊型和組合一體化數(shù)控激光切割機(jī)隨著激光器提及的縮小和功率的增大，以及輔助裝置的不斷完善，出現(xiàn)了把激光器、電源、主機(jī)、控制系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)裝置等緊密地組合在一起，形成占地面積小、功能完善的整套緊湊型激光切割機(jī)。此外，激光切割技術(shù)正與激光焊接、激光表面淬火等激光加工工藝組合，以發(fā)展一機(jī)多用，進(jìn)一步提高設(shè)備的利用率。2100433B

1994年湖南大學(xué)激光研究所研制成功國內(nèi)第一臺(tái)析架式折疊準(zhǔn)封離型切割與焊接激光器，并獲得國家發(fā)明專利。每臺(tái)設(shè)備的售價(jià)只有國外產(chǎn)品的1/2. 2003年3月，中科院長春光機(jī)與物理研究所研制的“數(shù)控激光管材加工設(shè)備”，改變了我國石油行業(yè)依賴進(jìn)口設(shè)備加工管材的局面。這標(biāo)志著我國制造先進(jìn)裝備的能力已達(dá)到國際先進(jìn)水平。 濟(jì)南鑄鍛所數(shù)控機(jī)械公司開發(fā)制造出國產(chǎn)第一臺(tái)LC2-18*30型交換式雙工作臺(tái)雙邊驅(qū)動(dòng)數(shù)控精密激光切割機(jī)。在設(shè)計(jì)上突破了兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，一是解決了軸雙邊驅(qū)動(dòng)時(shí)兩個(gè)電極的同步問題，二是解決了升降工作臺(tái)8個(gè)氣缸的同步問題。

日本已擁有CO2激光加工機(jī)2萬臺(tái)，約占全球激光加工機(jī)總量的1/3，其中80%為激光切割機(jī)設(shè)備。日本自1995年以來，年生產(chǎn)激光加工機(jī)已超過500臺(tái)左右，其中YAG激光切割機(jī)100多臺(tái)。全球的高功率數(shù)控激光切割成套設(shè)備累計(jì)擁有量達(dá)35000臺(tái)（套）左右，而我國目高功率數(shù)控激光切割成套設(shè)備的擁有量為1500臺(tái)左右。國產(chǎn)數(shù)控激光切割機(jī)的主要特點(diǎn)是：價(jià)格較低，約是進(jìn)口價(jià)格的1/3，激光器功率較低，一般為1.5KW以下。與國外機(jī)相比表現(xiàn)為切縫寬，表面質(zhì)量、機(jī)械精度、整機(jī)的穩(wěn)定性、柔性較差，但具有價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)。

2007年國內(nèi)大型激光切割設(shè)備的銷售額達(dá)到15億元，在中低端產(chǎn)品方面基本占領(lǐng)國內(nèi)市場(chǎng)，并有部分產(chǎn)品出口。但與美國、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家相比，我國的激光切割設(shè)備仍然停留在低端產(chǎn)品階段，而且高功率激光器、激光專用控制系統(tǒng)、激光光束傳輸控制、激光切割專有技術(shù)等絕大部分核心技術(shù)還依賴進(jìn)口。

國際上德國通快 TRUMPF公司、瑞士百超BYSTRONIC和意大利PRIMA等國際知名公司已經(jīng)開發(fā)出大功率、大幅面、高速、飛行光路、多維立體、數(shù)控自動(dòng)的激光切割機(jī)。在高端激光切割系統(tǒng)領(lǐng)域，我國與國際先進(jìn)水平存在較大差距，產(chǎn)品基本依賴進(jìn)口，每年不得不花費(fèi)數(shù)十億元從國外引進(jìn)相關(guān)技術(shù)與設(shè)備。如船舶制造業(yè)中厚鋼板的激光切割設(shè)備、三維立體激光切割設(shè)備、有色金屬激光切割設(shè)備等，引進(jìn)價(jià)格昂貴、訂貨周期長、售后服務(wù)無法及時(shí)保證，嚴(yán)重制約了我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。并且由于國外在該領(lǐng)域出口對(duì)我國有明確的限制，采用許可證制度，嚴(yán)格規(guī)定該項(xiàng)技術(shù)不能用于軍工、航空航天等領(lǐng)域，因此我國急需突破該項(xiàng)技術(shù)。

激光的最初中文名叫做“鐳射”、“萊塞”，是它的英文名稱LASER的音譯，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞的頭一個(gè)字母組成的縮寫詞。意思是“受激輻射的光放大”。什么叫做“受激輻射”？它基于偉大的科學(xué)家愛因斯坦在1916年提出了的一套全新的理論。這一理論是說在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的粒子（電子）分布在不同的能級(jí)上，在高能級(jí)上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會(huì)從高能級(jí)跳到（躍遷）到低能級(jí)上，這時(shí)將會(huì)輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光，而且在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個(gè)弱光激發(fā)出一個(gè)強(qiáng)光的現(xiàn)象。這就叫做“受激輻射的光放大”，簡(jiǎn)稱激光。激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高單色性和高相干性。

激光的高亮度：固體激光器的亮度更可高達(dá)1011W/cm2Sr。不僅如此，具有高亮度的激光束經(jīng)透鏡聚焦后，能在焦點(diǎn)附近產(chǎn)生數(shù)千度乃至上萬度的高溫，這就使其可能可加工幾乎所有的材料。

激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地傳遞較長的距離的同時(shí)，還能保證聚焦得到極高的功率密度，這兩點(diǎn)都是激光加工的重要條件。

激光的高單色性：由于激光的單色性極高，從而保證了光束能精確地聚焦到焦點(diǎn)上，得到很高的功率密度。

激光的高相干性：相干性主要描述光波各個(gè)部分的相位關(guān)系。正是激光具有如上所述的奇異特性因此在工業(yè)加工中得到了廣泛地應(yīng)用。

激光已廣泛應(yīng)用到激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、異孔、膏藥打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等）、激光淬火、激光熱處理、激光打標(biāo)、玻璃內(nèi)雕、激光微調(diào)、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復(fù)電路、激光布線技術(shù)、激光清洗等。

經(jīng)過30多年的發(fā)展，激光無處不在，它已經(jīng)被用在生活、科研的方方面面：激光針灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光測(cè)距儀、激光陀螺儀、激光鉛直儀、激光手術(shù)刀、激光炸彈、激光雷達(dá)、激光槍、激光炮……，在不久的將來，激光肯定會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。

激光武器是一種利用定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效的定向能武器。根據(jù)作戰(zhàn)用途的不同，激光武器可分為戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。武器系統(tǒng)主要由激光器和跟蹤、瞄準(zhǔn)、發(fā)射裝置等部分組成，通常采用的激光器有化學(xué)激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉(zhuǎn)向靈活、可實(shí)現(xiàn)精確打擊、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，但也存在易受天氣和環(huán)境影響等弱點(diǎn)。激光武器已有30多年的發(fā)展歷史，其關(guān)鍵技術(shù)也已取得突破，美國、俄羅斯、法國、以色列等國都成功進(jìn)行了各種激光打靶試驗(yàn)。傳感器，以及攻擊人眼和一些增強(qiáng)型觀測(cè)設(shè)備；高能激光武器主要采用化學(xué)激光器，按照現(xiàn)有的水平，今后5—10年內(nèi)可望在地面和空中平臺(tái)上部署使用，用于戰(zhàn)術(shù)防空、戰(zhàn)區(qū)反導(dǎo)和反衛(wèi)星作戰(zhàn)等

激光切割機(jī)原理激光特性

激光有很多特性：首先，激光是單色的，或者說是單頻的。有一些激光器可以同時(shí)產(chǎn)生不同頻率的激光，但是這些激光是互相隔離的，使用時(shí)也是分開的。其次，激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的，整束光就好像一個(gè)“波列”。再次，激光是高度集中的，也就是說它要走很長的一段距離才會(huì)出現(xiàn)分散或者收斂的現(xiàn)象。

激光（LASER）是上世紀(jì)60年代發(fā)明的一種光源。LASER是英文的“受激放射光放大”的首字母縮寫。激光器有很多種，尺寸大至幾個(gè)足球場(chǎng)，小至一粒稻谷或鹽粒。氣體激光器有氦－氖激光器和氬激光器；固體激光器有紅寶石激光器；半導(dǎo)體激光器有激光二極管，像CD機(jī)、DVD機(jī)和CD-ROM里的那些。每一種激光器都有自己獨(dú)特的產(chǎn)生激光的方法。

激光切割機(jī)原理激光技術(shù)

激光具有單色性好、方向性強(qiáng)、亮度高等特點(diǎn)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的激光工作物質(zhì)有幾千種，波長范圍從軟X射線到遠(yuǎn)紅外。 激光技術(shù)的核心是激光器，激光器的種類很多，可按工作物質(zhì)、激勵(lì)方式、運(yùn)轉(zhuǎn)方式、工作波長等不同方法分類。根據(jù)不同的使用要求，采取一些專門的技術(shù)提高輸出激光的光束質(zhì)量和單項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，比較廣泛應(yīng)用的單元技術(shù)有共振腔設(shè)計(jì)與選模、倍頻、調(diào)諧、Q開關(guān)、鎖模、穩(wěn)頻和放大技術(shù)等。

為了滿足軍事應(yīng)用的需要，主要發(fā)展了以下5項(xiàng)激光技術(shù)：①激光測(cè)距技術(shù)。它是在軍事上最先得到實(shí)際應(yīng)用的激光技術(shù)。20世紀(jì)60年代末，激光測(cè)距儀開始裝備部隊(duì),現(xiàn)已研制生產(chǎn)出多種類型,大都采用釔鋁石榴石激光器，測(cè)距精度為±5米左右。由于它能迅速準(zhǔn)確地測(cè)出目標(biāo)距離，廣泛用于偵察測(cè)量和武器火控系統(tǒng)。②激光制導(dǎo)技術(shù)。激光制導(dǎo)武器精度高、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、不易受電磁干擾，在精確制導(dǎo)武器中占有重要地位。70年代初，美國研制的激光制導(dǎo)航空炸彈在越南戰(zhàn)場(chǎng)首次使用。80年代以來，激光制導(dǎo)導(dǎo)彈和激光制導(dǎo)炮彈的生產(chǎn)和裝備數(shù)量也日漸增多。③激光通信技術(shù)。激光通信容量大、保密性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)。光纖通信已成為通信系統(tǒng)的發(fā)展重點(diǎn)。機(jī)載、星載的激光通信系統(tǒng)和對(duì)潛艇的激光通信系統(tǒng)也在研究發(fā)展中。④強(qiáng)激光技術(shù)。用高功率激光器制成的戰(zhàn)術(shù)激光武器，可使人眼致盲和使光電探測(cè)器失效。利用高能激光束可能摧毀飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等軍事目標(biāo)。用于致盲、防空等的戰(zhàn)術(shù)激光武器，已接近實(shí)用階段。用于反衛(wèi)星、反洲際彈道導(dǎo)彈的戰(zhàn)略激光武器，尚處于探索階段。⑤激光模擬訓(xùn)練技術(shù)。用激光模擬器材進(jìn)行軍事訓(xùn)練和作戰(zhàn)演習(xí)，不消耗彈藥，訓(xùn)練安全，效果逼真?，F(xiàn)已研制生產(chǎn)了多種激光模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，在各種武器的射擊訓(xùn)練和作戰(zhàn)演習(xí)中廣泛應(yīng)用。此外，激光核聚變研究取得了重要進(jìn)展，激光分離同位素進(jìn)入試生產(chǎn)階段，激光引信、激光陀螺已得到實(shí)際應(yīng)用

激光打標(biāo)公認(rèn)的原理是兩種：

“熱加工”具有較高能量密度的激光束（它是集中的能量流），照射在被加工材料表面上，材料表面吸收激光能量，在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過程，從而使材料表面（或涂層）溫度上升，產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象。

“冷加工”具有很高負(fù)荷能量的（紫外）光子，能夠打斷材料（特別是有機(jī)材料）或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵，至使材料發(fā)生非熱過程破壞。這種冷加工在激光標(biāo)記加工中具有特殊的意義，因?yàn)樗皇菬釤g，而是不產(chǎn)生"熱損傷"副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離，因而對(duì)被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用。例如，電子工業(yè)中使用準(zhǔn)分子激光器在基底材料上沉積化學(xué)物質(zhì)薄膜，在半導(dǎo)體基片上開出狹窄的槽。