激光切割机用途说明

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发布日期: 4 月 11, 2024

I.导言

激光切割机几乎适用于所有工业制造领域,如车辆制造、航空航天、电子电器、厨具制造、健身器材、广告和金属加工。

它适应性强,可以处理各种金属和非金属材料。

激光切割机在许多方面都具有优势,正在成为该行业不可或缺的一部分,是许多竞争对手竞相采用的先进设备。

随着技术的发展,机器应用的前景将越来越广阔。它在推动制造业转型升级方面发挥着至关重要的作用。激光切割机的多样化应用值得我们去探索。

II.了解激光切割机

基本原则的解释

激光切割机是一种利用激光束的热能切割各种材料的机器。它的工作过程是:首先,激光切割机产生的激光束会通过光学系统在工件表面聚焦成光斑。

然后,由于功率密度高,激光束照射到的区域会迅速加热,以至于蒸发或熔化。

在辅助气体的帮助下,持续移动的激光束将光点连接到狭窄的缝隙中,从而实现切割。

一般来说 激光切割机 包括 CO2 激光切割机、YAG 激光切割机和光纤激光切割机。让我们一起观看视频,了解其工作原理。

激光切割机的组件

激光切割机由激光器、光学系统、切割头、工作台、数控系统、辅助设备和计算机系统组成。

激光

作为核心部件,激光器可以产生高功率密度的激光束。它们通常包括二氧化碳气体激光切割机和光纤激光切割机。

光学系统:

作为激光切割机的关键部件,光学系统直接影响加工精度和切割质量。因此,其性能至关重要。

其主要功能是对激光器产生的原点激光束进行整形、准直和聚焦,从而在工件表面形成高功率密度的光斑,实现精确加工。

它包括 5 个主要组件:反射镜、聚焦透镜、准直器、保护镜、光束整形器和光路调节机构。

反光镜

它可以改变激光束的传输方向,引导激光束进入切割头。

对焦镜头

聚焦透镜安装在切割头上,用于将平行激光束聚焦成小光斑。透镜的焦距会影响光斑大小,从而影响切割精度。

准直器

准直器可以调整激光束的准直度,减小光束的发散角,使其尽可能接近平行光。

准直器通常将凹透镜与聚焦透镜结合使用,以有效缩小聚焦光斑的尺寸。

防护镜片:

保护镜位于切割头的底部,可防止切割过程中产生的飞溅物和灰尘等污染物污染聚焦镜。

光束整形器

高精度机器在聚焦前需要重新塑形,以使光强分布更均匀。

光路调整机构:用于实现光路的精确调整和校准,确保激光束聚焦位置的稳定性。

切割头:

切割头

切割头主要由喷嘴、聚焦透镜和跟踪系统组成。它将激光束聚焦到激光束表面,并引入辅助气体。

数控系统:

它可以控制加工参数,如移动路径、速度和激光功率。

工作台:

它可作为固定工件的床身,并通过 X、Y 和 Z 轴组成移动结构。

辅助设备:

如冷却器、空气压缩机和排气系统。它们为切割加工提供冷却、供气和排烟等辅助功能。

与激光切割兼容的材料

与激光切割兼容的材料可分为两种--金属和非金属。

金属包括不锈钢、碳钢、铝、钛、铜和金。不锈钢是最常用的激光切割金属之一,可进行高质量切割。

非金属材料包括亚克力、木材、皮革、玻璃、纸张和纸板以及窗帘。丙烯酸是最常见的非金属切割材料之一,广泛应用于广告和装饰行业。

此外,激光切割机还能对木材进行高精度切割,以制作工艺品和模型。

不过,有些材料也不适合激光切割,因为它们会释放出有毒气体,损坏设备。

例如,PVC 是一种含有卤素的塑料,在加工过程中会产生有毒气体。

聚碳酸酯、玻璃纤维、碳纤维和镜面材料也不适合激光切割。它们在切割过程中可能会损坏机器。

III.激光切割机的工业应用

汽车行业

切割和雕刻汽车零件

激光切割机可对汽车零部件(包括内饰件和车身外板)进行精确、高质量的切割和雕刻。与传统的处理方法相比,激光切割机有许多优势。

它能够进行高精度切割,边缘光滑无毛刺,从而减少了后续工序。

激光器设计用于大批量加工,加工速度快,生产率高。加工各种材料的能力证明了它的多功能性。非接触式切割可避免材料变形,保持零件尺寸稳定。

协助汽车零部件的焊接和热处理工作

除了直接切割汽车零件外,它还能协助焊接和热处理。

首先,该设备可在焊接前进行切割准备,提高焊接效率和质量。其次,它能在热成型过程中切割高强度钢板,以模式完成零件成型。

第三,激光切割机可以对零件表面进行局部热处理,以提高其耐磨性和耐腐蚀性。

实例

许多知名汽车制造商在生产过程中都采用了激光切割机。下面我将举例说明

通用汽车公司: 使用激光切割机加工车身部件和内饰件

丰田 激光切割机被广泛应用于生产线,以提高生产率和产品质量。

特斯拉 电子汽车的电池盒和车身部件是用激光切割机制造的。

作为汽车制造中不可或缺的加工设备,激光切割机的应用领域越来越广,越来越深入,为汽车的轻量化、个性化和智能化提供了支持。

航空航天工业

精确切割轻质材料

铝和钛等轻质材料具有完美的强度和重量比,因此被广泛应用于航空航天领域。

激光切割机具有高精度和高效率的品质,是加工的明智选择。

此外,它还能实现微级别的切割精度、较小的热影响区域和最小的材料热变形,从而确保部件的精度和质量。

然而,切割这些材料仍然具有挑战性。例如,钛在高温下会对氧气产生反应,生成脆性氧化层,因此需要惰性气体来避免氧化。

制造复杂的飞机部件和零件

激光切割机在复杂的飞机部件制造中发挥了自己的优势。

一方面,激光切割可以根据 CAD 模型直接进行加工,而不必使用复杂的模式,这大大缩短了从产品设计到生产的周期。

另一方面,其灵活性使其能够加工各种复杂部件,包括飞机发动机涡轮叶片。

然而,对于一些特殊材料和复杂结构,激光切割机在精度和效率方面仍显薄弱。因此,技术创新和工艺更新是明智的解决方案。

例如

波音 机床用于加工飞机蒙皮和机翼等大型部件。

空中客车激光切割技术:激光切割技术广泛应用于 A350 等新型飞机的制造,以提高生产效率和产品质量。

洛克希德-马丁公司该公司将利用这台机器制造 F-35 战斗机结构复杂的部件,如飞机蒙皮和隔框。

总之,激光切割机以其在精度和效率方面的完美表现,在航空航天工业中发挥了自己的作用。

然而,挑战依然存在。未来,随着相关技术的发展和升级,激光切割机的重要性将与日俱增。

电子行业

精密部件的切割和加工

电子行业对部件的精度和质量要求很高。因此,激光切割机凭借其高精度和高效率的特点,成为元件加工的理想选择。

激光切割机可进行微米级精密切割,热影响区域小,最大限度地减少材料变形,确保部件的精度和质量。

这些品质对于制造集成电路板和微型传感器等精密电子零件至关重要。

电路板快速成型

在电子产品研发过程中,快速原型制作是加速产品上市的核心要素。激光可根据 CAD 设计文件直接加工工件,无需使用复杂的模式,大大缩短了从设计到生产的时间。

此外,该设备的灵活性使其具备了处理电路板设计升级的能力,极大地支持了电子产品的快速升级和开发。

总之,激光切割机应用于电子行业,不仅能提高元件加工的精度和效率,还能加快快速原型制作,促进产品开发,从而提高生产线的自动化和智能化水平。

随着激光技术的发展和工艺的升级,该机器将在行业中得到更深入、更广泛的应用。

切割消费电子产品外壳 激光切割机还用于消费类电子产品外壳的加工,如手机和平板电脑,尤其是金属外壳的切割。它具有多种优势,我想向大家介绍如下:

激光切割可在曲面上进行复杂切割,适合加工特殊形状的外壳。由于激光切割具有完美的无毛刺切割性能,因此可以推导出后续工序。

此外,激光切割还可以直接在外壳上切割各种功能孔,如天线孔、扣眼等。

然而,消费电子产品外壳通常采用铝合金等难以加工的材料,这对激光切割机提出了很高的要求。

总之,激光切割机在电子行业中发挥着重要作用,包括印刷电路板制造、元件加工和消费电子外壳生产。

值得关注的是,各行各业加工的材料不同,要求和挑战也不同,因此影响机器质量的激光切割技术也应根据市场需求进行改进。

医疗行业

医疗器械和植入物的精密切割

激光切割机凭借其高精度和低热量的特点,在医疗行业也发挥着重要作用。其优势体现在许多方面。

它可以达到微米级的切割精度,满足医疗设备和植入物的高精度要求。例如,心脏支架和骨科植入物。

由于切割时的热影响区域较小,材料的生物相容性不会受到影响,从而确保了植入物的安全性。

激光切割机可加工多种医疗材料,如不锈钢、钛合金、生物陶瓷等。

然而,医疗器械和植入物对切割质量和一致性的要求极高。因此,应严格控制机器参数,以控制产品质量。

手术器械和工具的制造

激光切割机还广泛用于制造手术器械和工具,包括手术刀、剪刀和钳子。

它可以切割出手术器械中复杂的形状和结构,提高其功能性能。

激光切割机切割精度高,可确保手术器械的尺寸和配合精度。此外,激光切割机还能批量生产手术器械。

然而,手术器械对边缘切割质量要求严格,因此需要改进切割技术,以便进行后续抛光和其他处理。

实例

美敦力:利用激光切割技术生产植入物,如心脏起搏器和血管支架。

强生公司: 该公司利用激光制造手术器械和整形外科植入物。

波士顿科学公司: 激光切割机用于制造心脏瓣膜、血管造影导管和其他治疗设备。

上述公司已经证明,激光切割机在提高医疗器械和医疗技术质量方面发挥着至关重要的作用。

随着激光切割技术的发展和医疗需求的不断增长,激光切割机为确保医疗器械质量和加快医疗行业发展做出了巨大贡献。

IV.激光切割机的未来

激光切割机

技术进步

固态紫外激光器的优势正在逐渐显现。

紫外激光器效率高、激光束质量好、寿命长、维护成本低,很可能会取代传统的准分子激光器,广泛应用于有机发光二极管和微处理行业。

大功率激光切割机和激光直接成型机等高端设备得到了广泛应用。

随着国内激光切割技术的突破,高端激光加工设备的国产化程度将不断提高。

促进自动化和智能化。

与机器人、视觉识别和人工智能相结合的激光切割技术将提高自动化、智能化和生产率。

新的激光切割技术应运而生。

飞秒激光和半导体激光等新型激光切割机的应用,拓宽了其应用和加工领域。

市场趋势和增长预测

更大的市场

据估计,2023 年中国激光切割机行业市场总规模约为 850 亿元。

随着技术的发展,激光切割机将继续取代传统加工设备,从而提高普及率。

下游应用领域不断扩大。

面对日益增长的市场需求,激光切割设备将更广泛地应用于新能源汽车、航空航天、高端装备制造等领域。

中低功耗机器拥有巨大的潜力。

技术进步和成本降低使家用和中小型企业对中低功率机器的需求增加,尤其是在美国和欧洲等发达国家。

国内品牌的市场竞争力增强。

国产激光切割机的核心部件得到升级,因此国产机器有望凭借成本效益优势扩大全球市场份额。

总体而言,激光切割技术发展迅速。无论是技术进步还是市场需求,机器都将带来繁荣的未来。

V.结论

文章从激光切割机的定义、工作原理、工业应用和未来趋势等方面进行了介绍,或许能帮助你更深入地了解激光切割机。

ADH 激光切割机精度高、效率高,是令人印象深刻的制造好帮手。

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