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激光切割

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光器可以完成各种不同的切割任务。从在半导体芯片上生成只有几微米的切口,到高质量地切割 30 毫米钢板。在激光打孔时,激光束无接触地在金属、塑料、纸张和石头上生成细微的或者较大的孔眼。

聚焦的激光束照射到工件上,将材料加热,使其熔化或者蒸发。一旦激光束将工件完全穿透,就开始了切割工艺:激光束沿着工件轮廓移动,不断地熔化工件材料。在大多数情况下,气流将熔体从切口中向下挤出。切口的宽度不会比聚焦的激光束宽多少。

大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。激光切割作为一种精密的加工方法,几乎可以切割所有的材料,包括薄金属板的二维切割或三维切割。大多数有机与无机材料都可以用激光切割。在工业制造系统占有份量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它是什么样的硬度,都可以进行无变形切割。当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割。激光切割无毛刺、皱折、精度高,优于等离子切割。对许多机电制造行业来说,由于微机程序控制的现代激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件,它往往比冲切、模压工艺更被优先选用。

在汽车制造领域,小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用。在航空航天领域,激光切割技术主要用于特种航空材料的切割,如钛合金、铝合金、镍合金、铬合金、不锈钢、氧化铍、复合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。

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