激光加工的多種應用

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在鈑金加工中切割金屬時，使用激光的情況不少。另外近年來使用激光來加工紙或木材的設備也在增多。這次就激光加工進行一下說明。

什么是激光加工？
激光是一種直行性非常高的光。想象一下激光筆就很容易理解，其特點是不會像燈光那樣發散傳播。
提高激光的能量時，被激光照射的部位會發熱。就如同用凸透鏡匯聚陽光可以使紙燃燒那樣。激光加工機是使用激光的熱量切割金屬、木材、樹脂等，進行各種各樣的加工。
激光加工機擅長加工復雜形狀和精細加工。另外由于它與切削和磨削等不同，不施加物理性的力，因此不會發生伴隨加工的變形。此外由于熱量僅集中被加工物的一個點上，因此還具有伴隨加工的熱變形較小的特點。
一方面即使是在通常金屬加工中難以加工的高硬度材料，它也能夠加工，而另一方面還有難以加工如純鋁那樣反射率較高的材料的特點。

激光加工機的三個功能
激光加工機大致分為3個功能。

• 切斷
• 焊接
• 彫刻（刻印、標記號）

在鈑金加工中應用最多的是切斷。利用激光的熱量灼燒（熔化）材料進行切割。即使是在木材加工和紙加工中也在頻繁利用激光加工機來進行切斷。基本上是針對薄板狀材料進行激光加工。切斷形狀能夠利用程序設定，能夠從1張板上不浪費地切割下材料，并可以迅速地切割非常精細的形狀。由于不需要沖裁模具，因此也適合少量多品種生產。
激光焊接是利用激光局部熔化金屬進行焊接。與以往那樣的氣體焊接和電弧焊接相比，能夠在短時間內較深地熔化金屬，使之牢固地結合在一起。另外由于熱量集中在一點，因此還具有整個材料的熱變形等較小、伴隨焊接而產生的變形也較小的特點。另一方面，與其他焊接方法相比，存在著焊機本身的價格往往較高的問題。
還有一種方法是使用激光僅熔化材料表面、通過加熱改變顏色或薄切。這就是雕刻（刻印、標記號）。作為激光雕刻不僅可以繪制各種圖案，還可以進行“后加工”的劃線（標記號），刻印零件和設備批號、制造編號、標記等。特點是不需要雕刻底版和刻印的模型，能夠直接基于數據快速地進行刻印。

激光加工機的種類、對應材料
在激光加工機中主要使用如下三種激光。我們將激光種類、對應材料、加工匯總如下。

• CO2激光
它是使用二氧化碳發出激光的機型。
非常廣泛地應用在切斷金屬、開孔、切斷和刻印紙張或木材等領域。是目前應用最多的加工機。

• YAG激光
它是使用釔和鋁的復合氧化物（Yttrium Aluminum Garnet）晶體發出激光的加工機。
除了刻印金屬和樹脂外，還用于焊接金屬。與CO2激光加工機相比價格昂貴。

• 光纖激光
使用光纖發出激光。與其他激光相比，特點是能夠精細、精準定位進行加工。
通常用于一般難以實施激光加工的鋁和銅的切斷、焊接、標記號。

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