激光切割机
激光切割机是使用激光进行切割的设备。激光切割是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。激光切割机在切割过程中，光束经切割头的透镜聚焦成一个很小的焦点，使焦点处达到高的功率密度，其中切割头固定在z轴上。这时，光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分热量，材料很快被加热到熔化与汽化温度，与此同时，一股高速气流从同轴或非同轴侧将熔化及汽化了的材料吹出，形成材料切割的孔洞。随着焦点与材料的相对运动，使孔洞形成连续的宽度很窄的切缝，完成材料的切割。
设备系统 编辑本段
激光切割机的外光路部分主要采用的是飞行光路系统。从激光发生器发出的光束经过反射镜1、2、3到达切割头上的聚焦透镜，聚焦后在待加工材料表面形成光斑。其中反射镜片1固定在机身上不动；横梁上反射镜2随着横梁的运动作x向运动；z轴上的反射镜片3随z轴的运动作y向的运动。从图中不难看出，在切割过程中，随着横梁作x向运动，z轴部分作y向运动，光路的长度时刻发生着变化。
民用激光发生器由于制造成本等原因，所发出的激光光束都具有一定的发散角，呈“锥形”。当“锥形”的高度改变时（相当于激光切割机光路长度改变），聚焦透镜表面的光束横截面面积也随之改变。此外，光还具有波的性质，因此，不可避免地会出现衍射现象，衍射会使光束在传播过程中发生横向扩展，该现象存在于所有的光学系统中，能够决定这些系统在性能方面的理论极限值。由于高斯光束呈“锥形”和光波的衍射作用，当光路长度变化时，作用在透镜表面的光束直径时刻发生着变化，这就会引起焦点大小和焦点深度的变化，但对焦点位置的影响很小。如果焦点大小和焦点深度在连续加工中发生变化，必然会对加工产生很大影响，比如，会造成切割缝宽度不一致、在相同切割功率下会割不透或烧蚀板材等。
设备分类 编辑本段
激光切割机是钣金加工的一次工艺革命，是钣金加工中的“加工中央”；激光切割机柔性化程度高，切割速度快，出产效率高，产品出产周期短，为客户赢得了广泛的市场，该技术的有效生命期长，国外超过2毫米厚度的板材大都采用激光切割机，很多国外的专家一致以为今后30-40年是激光加工技术发展的黄金时期。
一般来讲，建以议12mm以内的碳钢板、10mm以内的不锈钢板等金属材料切割推荐使用激光切割机。激光切割机无切削力，加工无变形：无刀具磨损，材料适应性好：无论是简朴还是复杂零件，都可以用激光一次精密快速成型切割：其切缝窄，切割质量好，自动化程度高，操纵简便，劳动强度低，没有污染：可实现切割自动排样、套料、进步了材料利用率，出产本钱低，经济效益好。
激光切割机选购要考虑的因素很多，除了要考虑目前加工工件的最大尺寸、材质、需要切割的最大厚度以及原材料幅面的大小外，更多的需要考虑未来的发展方向，比如所做产品的技术改型后要加工的最大工件大小、钢材市场所提供材料的幅面针对自己的产品哪种最省料，上下料时间等等。
数控切割机床
由三部分组成，即工作台（一般为精密机床）、光束传输系统（有时称外光路，即激光器发出的光束到达工件前整个光程内光束的传输光学、机械构件）和微机数控系统。按切割柜与工作台相对移动的方式，可分为以下三种类型：
（1）在切割过程中，光束（由割炬射出）与工作台都移动，一般光束沿Y向移，工作台在X向移。
（2）在切割过程中，只有光束（割炬）移动，工作台不移动。
（3）在切割过程中，只有工作台移动，而光束（割炬）则固定不动。
五轴机
激光冲切机
多年来，国外发展了综合激光切割和机械冲孔技术的激光冲切机，这种机械对复杂形状的工件用机械方法模冲出内孔，然后用激光切割方法切出外缘和需要长距离切割的线条。
工件在切割前，对其进行激光切割的可行性以及切割过程中可能出现的问题要预先予以考虑。比如，此类材料可否进行激光切割？其切割的难点在哪里？是否需要对样品进行试割？如何达到切割的质量和精度的要求？工件切割的基准起始点放在哪里？等等。
影响激光切割质量的因素很多，激光切割的一个重要优点在于可以对过程中的主要因素实施高度控制，使切割出的工件充分满足客户的要求，并且重复性很好。这些主要因素由切割速度、焦点位置、辅助气体压力、激光输出功率等工艺参数构成。
除了以上4个最重要的变量以外，可能对切割质量产生影响的因素还包括光束参数（模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脉冲波光束）和工件特性（材料表面反射率、材料表面状态），以及割炬和喷嘴、外光路系统、工件固定等其他因素。
结构原理 编辑本段
激光是一种光，与其他自然光一样，是由原子(分子或离子等)跃迁产生的。但它与普通光不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射，此后的过程完全由激辐射决定，因此激光具有非常纯正的颜色，几乎无发散的方向性、极高的发光强度和高相干性。
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。
切缝时的工艺参数(切割速度，激光器功率，气体压力等)及运动轨迹均由数控系统控制，割缝处的熔渣被一定压力的辅助气体吹除。原理材料分析
随着激光切割技术的发展，激光切割运用的领域也越来越广泛，适用的材料也越来越多。但是不同的材料具有不同的特性，所以在使用激光切割时需要注意的事项也不同。
该材料用氧气切割时会得到较好的结果。当用氧气作为加工气体时，切割边缘会轻微氧化。对于厚度达4mm的板材，可以用氮气作为加工气体进行高压切割。这种情况下，切割边缘不会被氧化。厚度在10mm以上的板材，对激光器使用特殊极板并且在加工中给工件表面涂油可以得到较好的效果。
切割不锈钢需要：使用氧气，在边缘氧化不要紧的情况下；使用氮气以得到无氧化无毛刺的边缘，就不需要再作处理了。在板材表面涂层油膜会得到更好的穿孔效果，而不降低加工质量。
尽管有高反射率和热传导性，厚度6mm以下的铝材可以切割，这取决于合金类型和激光器能力。当用氧切割时，切割表面粗糙而坚硬。用氮气时，切割表面平滑。纯铝因为其高纯非常难切割，只有在系统上安装有“反射吸收”装置的时候才能切割铝材。否则反射会毁坏光学组件。
钛板材用氩气和氮气作为加工气体来切割。其它参数可以参考镍铬钢。
两种材料都具有高反射率和非常好的热传导性。厚度1mm以下的黄铜可以用氮气切割；厚度2mm以下的铜可以切割，加工气体必须用氧气。只有在系统上安装有“反射吸收”装置的时候才能切割铜和黄铜。否则反射会毁坏光学组件。
切割合成材料时要牢记切割的危险和可能排放的危险物质。可加工的合成材料有：热塑性塑料、热硬化材料和人造橡胶。
在所有有机物切割中都存在着着火的危险（用氮气作为加工气体，也可以用压缩空气作为加工气体）。木材、皮革、纸板和纸可以用激光切割，切割边缘会烧焦（褐色）。
组成部分 编辑本段
激光切割机系统一般由激光发生器、（外）光束传输组件、工作台（机床）、微机数控柜、冷却器和计算机（硬件和软件）等部分组成。
(1)机床主机部分：激光切割机机床部分，实现X、Y、Z轴的运动的机械部分，包括切割工作平台。用于安放被切割工件，并能按照控制程序正确而精准的进行移动，通常由伺服电机驱动。
(2)激光发生器：产生激光光源的装置。对于激光切割的用途而言，除了少数场合采用YAG固体激光器外，绝大部分采用电-光转换效率较高并能输出较高功率的CO2气体激光器。由于激光切割对光束质量要求很高，所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式适用于小于1500W、低阶模二氧化碳激光器100W-3000W、多模3000W以上。
(3)外光路：折射反射镜，用于将激光导向所需要的方向。为使光束通路不发生故障，所有反射镜都要保护罩加以保护，并通入洁净的正压保护气体以保护镜片不受污染。一套性能良好的透镜会将一无发散角的光束聚焦成无限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透镜。7.5英寸透镜仅用于>12mm厚材。
(4)数控系统：控制机床实现X、Y、Z轴的运动，同时也控制激光器的输出功率。
(5)稳压电源：连接在激光器，数控机床与电力供应系统之间。主要起防止外电网干扰的作用。
(6)切割头：主要包括腔体、聚焦透镜座、聚焦镜、电容式传感器和辅助气体喷嘴等零件。切割头驱动装置用于按照程序驱动切割头沿Z轴方向运动，由伺服电机和丝杆或齿轮等传动件组成。
(7)操作台：用于控制整个切割装置的工作过程。
(8)冷水机组：用于冷却激光发生器。激光器是利用电能转换成光能的装置，如CO2气体激光器的转换率一般为20%，剩余的能量就变换成热量。冷却水把多余的热量带走以保持激光发生器的正常工作。冷水机组还对机床外光路反射镜和聚焦镜进行冷却，以保证稳定的光束传输质量，并有效防止镜片温度过高而导致变形或炸裂。
(9)气瓶：包括激光切割机工作介质气瓶和辅助气瓶，用于补充激光震荡的工业气体和供给切割头用辅助气体。
(10)空压机、储气罐：提供和存储压缩空气。
(11)空气冷却干燥机、过滤器：用于向激光发生器和光束通路供给洁净的干燥空气，以保持通路和反射镜的正常工作。
(12)抽风除尘机：抽出加工时产生的烟尘和粉尘，并进行过滤处理，使废气排放符合环境保护标准。
(13)排渣机：排除加工时产生的边角余料和废料等。
激光器
CO2气体激光器
自从激光技术被引入切割金属薄板，CO2激光器就雄踞市场。CO2激光光源需要很多能量来激发氮分子来与CO2分子（激光气体）产生碰撞，促使它们发射光子，最终形成可以割穿金属的激光束。谐振腔内的分子活动在释放出光的同时也释放出热量，这就需要一个冷却系统来冷却激光气体。这意味着在冷却过程中要消耗更多能量，进一步减低了能效。
光纤激光器
采用光纤激光器的机器占地小，激光光源和冷却系统体积也更小；没有激光气体管线，也不需要调校镜片。而功率为2kw或3kw的光纤激光光源只需要4kw或6kw CO2激光光源能耗的50%就能达到相同的性能，并且速度更快、能耗更低、对环境造成的影响更少。
光纤激光器采用固态二极管来泵浦双包层掺镱光纤内的分子，受激发射的光多次穿过纤芯，然后形成激光通过传输光纤向进行切割的聚焦头输出。由于所有分子间的碰撞都发生在光纤内，就不需要激光气体，因此所需能源大大减少——约为CO2 激光器的三分之一。由于产生的热量越少，冷却器的体积就可以相应缩小。总之，在达到相同性能的情况下，光纤激光器的整体能耗要比CO2 激光器低70%。
MicroVector设备采用矢量描述激光走行的路径，更为光滑。这样的激光系统切割出的覆盖膜轮廓边缘齐整圆顺、光滑无毛刺、无溢胶。采用模具等机加工方式开窗难免的窗口附近会有冲型后的毛刺和溢胶，这种毛刺和溢胶在经贴合压合上焊盘后是很难去除的，会直接影响其后的镀层质量。而采用MicroVector系统，此问题却可以迎刃而解，因为只需要你将修改后的CAD数据导入MicroVector的软件系统就可以很轻松快捷的加工得到你想要开窗图形的覆盖膜，在时间和费用上将为您赢得市场竞争先机。MicroVector设备集数控技术、激光技术、软件技术等光机电高技术于一体，具有高灵活性、高精度、高速度等先进制造技术的特征，可以使电路板厂家在技术水平上、经济上、时间上、自主性上改变挠性板传统加工和交货方式。
产品特点 编辑本段
1.激光切割FPC的优点
2.激光在挠性电路板制造过程中有三个主要功能：FPC外型切割，覆盖膜开窗，钻孔等；
3.直接根据CAD数据用来激光切割，更方便快捷，可以大幅度缩短交货周期；
4.不因形状复杂、路径曲折而增加加工难度；
5.进行覆盖膜开窗口时，切割出的覆盖膜轮廓边缘齐整圆顺、光滑无毛刺、无溢胶。采用模具等机加工方式开窗难免在窗口附近会有冲型后的毛刺和溢胶。
6.挠性板样品加工经常由于客户需要出现线路、焊盘位置的修改而导致覆盖膜窗口的变更，采用传统方法则需要重新更换或修改模。而采用激光加工，此问题却可以迎刃而解，因为只需要你将修改后的C A D 数据导入就可以很轻松快捷地加工得到你想要开窗图形的覆盖膜，在时间和费用上将为您赢得市场竞争先机。
7.激光加工精度高，是挠性电路板成型处理的理想工具。激光可以将材料加工成任意形状。
8.在以往的大批量生产中，许多小部件都使用机械硬冲压成型的模具压制形成。但是硬冲模法大的损耗和长的交付周期对小部件的加工和成型而言显得不实用且成本高。
CO2激光切割技术
YAG（钇铝石榴石晶体）激光器属固体激光，可激发脉冲激光或连续式激光，发射之激光为红外线波长1.064μm。
FPC紫外型
紫外激光切割机是采用紫外激光的切割系统，利用紫外光的特点，比传统长波长切割机具有更高精度和更好的切割效果。利用高能量的激光源以及精确控制激光光束可以有效提高加工速度并和得到更精确的加工结果。
紫外激光切割机可对柔性线路板和有机覆盖膜进行精密切割而无需特别的压力和模具固定。采用振镜扫描和直线电机两维工作台联合运动方式，不因形状复杂、路径曲折而增加加工难度。
行业应用 编辑本段
金属激光切割机应用是非常广泛的，囊括了很多行业，并且是很多企业必须必备的设备之一，其中有广告标牌制作（这些主要是些不锈钢的LOGO和标识切割），钣金加工（钣金加工基本囊括了所有的金属材料，这些一般主要是有折弯，打磨等，切割就是其中最重要的一道工序），机箱机柜制作（这方面一般有用到碳钢或者不锈钢方面，也主要是折弯跟切割2个切割工艺流程），弹簧片（属于精加工的过程了），地铁零件，还有电梯外壳的制作奥，机械设备外壳啊，还有厨房厨具（不锈钢居多点），其中超越激光的激光切割机设置还参与了神七神八飞船的制作，这些其实涉及到各个方面。广泛应用于钣金加工、广告标牌字制作、高低压电器柜制作、机械零件、厨具、汽车、机械、金属工艺品、锯片、电器零件、眼镜行业、弹簧片、电路板、电水壶、医疗微电子、五金、刀量具等行业。
激光加工技术在广告业的应用主要有有激光切割和激光雕刻两种工作方式。
激光雕刻：主要是在物体的表面进行，分为位图雕刻和矢量雕刻两种：
位图雕刻：我们先在PHOTOSHOP里将我们所需要雕刻的图形进行挂网处理并转化为单色BMP格式，而后在专用的激光雕刻切割软件中打开该图形文件。根据我们所加工的材料我们进行合适的参数设置就可以了，而后点击运行，激光雕刻机就会根据图形文件产生的点阵效果进行雕刻。
矢量雕刻：使用矢量软件如Coreldraw，AutoCad，Iluustrator等排版设计，并将图形导出为PLT，DXF，AI格式，打标机，然后再用专用的激光切割雕刻软件打开该图形文件，传送到激光雕刻机里进行加工。
在广告行业主要适用于木板、双色板、有机玻璃、彩色纸等材料的加工。
激光切割：我们可以理解为是边缘的分离。对这样的加工目的，我们应该先在CORELDRAW、AUTOCAD里将图形做成矢量线条的形式，气动打标机，然后存为相应的PLT、DXF格式，用激光切割机操作软件打开该文件，根据我们所加工的材料进行能量和速度等参数的设置再运行即可。激光切割机在接到计算机的指令后会根据软件产生的飞行路线进行自动切割。如：现有激光切割机，可以根据电脑绘制好的模板，然后直接输入电脑，自动切割图形。现有的激光切割机一般都有自己的硬盘，可输入海量数据源。
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