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设备科普丨激光切割机原理

来源:乐鱼全站app下载   作者:乐鱼体育安卓   发布日期: 2022-10-07 03:30:28   浏览量:8

  凭借其高效灵活的加工优势,激光切割机目前已广泛应用于各行各业当中。早在上世纪 70 年代,激光就被首次用于切割。在现代工业生产中,激光切割更被广泛应用于钣金、塑料、玻璃、陶瓷、半导体以及纺织品、木材和纸质等材料加工。未来几年里,激光切割在精密加工和微加工领域的应用同样会获得实质的增长。

  1917年爱因斯坦提出“受激发射”理论,1960年由梅曼宣布获得人类有史以来获得的第一束激光。激光在我国港澳台地区被称作镭射,来源于其英文单词Laser的音译。根据激光产生原理,1964年我国著名科学家钱学森正式改称为“激光”。

  激光是一种光,就像自然界的电致发光一样,是由原子(分子或离子风筝)的转变引起的,是由自发辐射引起的。虽然激光很轻,但它与普通光明显不同。激光仅在最初非常短的时间内依赖于自发发射,后续过程完全由激发辐射决定,因此激光具有非常纯净的颜色并且几乎没有发散方向性,发光强度非常高。激光有四大特性,即:定向发光、亮度极高、颜色极纯、能量极大,又被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。

  激光器具有高相干性、高强度、高指向性等特征,在激光器产生激光之后,激光被镜子透射并通过收集镜照射到被处理物体上,使得被处理物体(表面)受到强热能,温度急剧增加。

  激光切割是用不可见的激光代替了机械刀具,具有精度高、切割快、不局限于切割图案、实现自动排版节省材料、切口平滑、加工成本低、绿色无污染等特点。下面让我们详细了解一下激光切割的原理。

  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。

  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。

  激光切割机将激光聚集到材料上,对材料进行局部加热直至超过熔点,然后用同轴高压气体或者产生的金属蒸气压力将熔融金属吹离,随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度非常窄的切缝。

  激光束照射到金属板材表面时释放的能量会使金属板材熔化,并由气体将溶渣吹走。激光源通常会使用光纤激光束,通过透镜和反射镜,激光束聚集在很小的区域,能量的高度集中使得局部被迅速加热,导致金属板材溶化。

  此外,由于激光发射能量非常集中,仅有少量热传到金属板材的其它部分,故极少造成材料形变。而利用激光也可以非常准确地切割复杂形状的坯料,且所切割的坯料无需再作进一步的处理。