激光数控切割机又名激光数控雕刻机，作为一种高精度的数控机床，必将随着技术的进步而腾飞。激光 CNC 自动化的出现导致了生产能力和车间自动化的提高。其独一无二的设计和操作方法使其成为精确切割复杂形状和微小孔的理想选择。
本文将介绍计算机数控 (CNC) 激光切割的基础知识。
数控激光切割机简介
与其他 CNC 机器一样，CNC 激光切割机由一组称为 G 代码的计算机指令引导完成切割过程。然而，CNC 激光切割机的设计与典型的 CNC 机器略有不同，其切割技术也略有不同。
使用数控激光切割机进行切割是一种不需要物理接触的热技术。聚焦透镜和喷嘴位于计算机数控 (CNC) 激光切割机的激光头中。该头部和透镜装置将激光束引导通过喷嘴照射到工件上，从而将其熔化并切割成所需的形状。 CNC 激光器中使用压缩气体（也流经释放激光束的喷嘴）来回火聚焦透镜并将汽化的金属从工件中排出。
让我们从另一个角度来看。当强大的激光束聚焦在一小块金属上时，热密度会急剧增加，导致金属迅速升温并至少部分蒸发。然后，CNC 技术引导激光头和激光束在工作区域上的协调运动，以创建指定的独特特性。
数控激光切割机的类型
有效激光介质的条件和有效激光介质的成分通常用于对不同类型的计算机数控（CNC）激光切割机进行分类。以下是当今使用的三种最流行的激光器：
数控公司2 激光切割机
CO2 激光切割机是一种特殊类型的气体激光器，它使用二氧化碳作为有效的激光介质。由于其高功率输出能力和高效率，它们已成为最受欢迎的激光切割机。
CO的功率输出2 激光切割机最高可达15千瓦，效率最高可达30%，是所有类型气体激光切割机中最高的。它们是切割精细特征和锐角的绝佳选择，尤其是在金属板或厚度小于 10 毫米的金属中。一氧化碳2 具有更大切割功率的激光切割机还能够在较厚的金属基材上产生较高的切割精度。
数控光纤激光切割机
光纤激光切割机是一种相对较新的激光技术，其中光束由一系列二极管产生并通过光纤电缆聚焦。当处理厚度小于 5 毫米的材料时，光纤激光切割机提供比 CO 更快、更平滑的切割2 激光切割机。
虽然光纤激光器适用于多种材料，但必须特别注意银。
众所周知，由银制成的机加工零件难以生产，因为金属会吸收激光产生的热量并在切割操作过程中开始变形。因此，在光纤激光切割过程中，最好的机加工车间通常会使用支架作为散热器来散发银基板的热量。
CNC水晶激光切割机
CNC 晶体激光切割机的光束由掺钕钇铝石榴石（也称为 Nd:YAG）和掺钕钇原钒酸盐（也称为 Nd:YVO）等晶体制成。
不像一氧化碳2 激光切割机，仅限于较薄的金属，水晶激光切割机具有更大的强度（或激光功率），可以切割较厚的金属。这些刀具可用于多种材料，从金属到玻璃，从木材到塑料。
可用于 CNC 激光切割的材料
CNC 激光机可用于切割、雕刻、标记、点刻和蚀刻各种金属和非金属材料：
- 金属
铝、钛、黄铜、铜、银、锰、铅、铬、不锈钢、碳钢、 工具钢, 弹簧钢， ETC。 - 非金属
亚克力、塑料、PMMA、聚酯（PES）、聚乙烯（PE）、聚四氟乙烯（PTFE/Teflon）、木材、纺织品、碳纤维等。
CNC 激光切割机上的组件编程
可以分析 2D 格式的文件，如 DXF 或 DWG，或 3D 格式的文件，如 STEP 或 SAT，以深入了解设计的构造。使用此数据，通过调整切割尺寸以考虑任何必要的弯曲余量或可能影响成品的其他因素来制造平面形状。软件包可以确定特定纸张尺寸的最佳组件配置。
一些常见的纸张尺寸包括 2 米乘 1 米、2.5 米乘 1.25 米和 1.5 米乘 3.0 米。同样，已完成项目的废料也是有用的来源。我们使用一种称为 CNC 嵌套的技术来执行此操作。通过在单块金属板或多块不同尺寸的金属板中自动嵌套许多零件，Radan® 等软件可以最大限度地提高生产率。将相似的元素排列在同一张纸上以最大限度地利用材料是有益的。
与冲床编程相比，用于激光切割的 CAM 通常更简单。然而，有许多细节需要考虑。激光切割过程需要很多步骤，包括标签定位（以防止零件在嵌套中翻倒）、切割（以保持最佳尺寸和形状的切割）和废料切割（分解）碎屑变成小块，从激光切割床的缝隙中掉落）。
CNC 激光切割的优点和缺点
以下是 CNC 激光切割工艺的优点和缺点。
优点
- 由于切口窄、精度高且切口粗糙度可接受，因此几乎不需要后期切割工作。
- 激光自动化程度高，可全封闭加工，无污染，运行静音，大大改善了操作者的工作氛围。
- 处理起来很便宜。持续和大规模的加工将逐渐降低每个组件的加工成本，尽管设备的初始投资更高。
- 激光没有接触意味着它可以快速有效地加工，没有任何阻力。利用 CAD/CAM 软件对 CNC 机床进行编程不仅可以节省时间和精力，还可以提高整体生产率。
- 激光的高能量密度足以熔化任何金属，因此它特别适用于因脆性、硬度和熔化温度高而难以加工的材料。
- 激光加工具有能量密度高、作用时间快、热影响区有限、热变形小、热应力低等优点。此外，激光是指一种非机械接触加工方法。因此，它不会对基板施加机械应力，可用于高精度操作。
- 作为可以轻松重新排列和定制的计算机集合，CNC 激光系统非常适合个性化加工，特别是对于某些具有复杂几何形状和形状的钣金零件。
缺点
- 要生产更厚的板材（2.0 毫米或更高），它的移动速度比冲床慢。
- 在较重的金属仪表上使用氮气或氧气的成本较高。
- 在没有实际接触的情况下，激光头无法在金属板上产生凹坑、敲孔、百叶窗、埋头孔或丝锥等特征。
- 尝试切割穿孔板或网状板时，激光无效。
结论
CNC 激光切割对消费者来说是一种很好的生产工具，因为它具有多种切割选项和高精度的测量。但这些技术使加工更容易的事实绝不意味着 CNC 激光切割很简单。如果您关心成品的质量，则应选择具有使用 CNC 激光切割机成功生产组件历史的信誉良好的机械加工车间。
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