激光切割机的类型：完整指南

激光切割机的类型：完整指南

激光切割技术在现代制造业中扮演着重要角色，其高精度、高速度和材料适应性广等特点使其成为传统板材加工方法的理想替代方案。本文将详细介绍三种主要类型的激光切割机：光纤激光切割机、CO2激光切割机和YAG激光切割机，帮助读者全面了解它们的工作原理、适用场景、优势与局限以及未来发展前景。

I. 简介

激光切割利用激光聚焦产生的高能量密度能量来完成板材加工。与传统的板材加工方法相比，激光切割具有切割质量高、切割速度快、材料适应性广等优点。目前，激光切割技术被广泛应用于金属和非金属材料的制造，可大大缩短制造时间，降低制造成本，提高工件质量。

按激光器的类型划分，激光切割机可分为三类：YAG 激光切割机、CO2激光切割机和光纤激光切割机。这些设备是替代手工劳动的理想切割工具。

II. 光纤激光切割机

工作原理

光纤激光切割机是一种以光纤激光器为光源的激光切割机。其工作原理是产生激光束，并通过光导纤维进行引导和扩展。然后，光束会聚焦在工件上，产生燃烧或熔点，并被高压气体吹散，从而实现切割。光纤激光器是国际上新型光纤激光器产生的高功率密度激光束，通过数控系统移动光斑照射位置进行自动切割。

合适的材料

光纤激光切割机可广泛用于切割各种金属材料，如不锈钢、碳钢、铝和铜合金。虽然它可以切割非金属材料，但主要是为切割金属材料而设计的。

优势和局限

与笨重的气体激光器和固体激光器相比，光纤激光器具有显著的优势，正在成为高精度制造、激光雷达系统、空间技术和激光医疗等领域必不可少的设备。

优势

• 精度高，速度快：光纤激光切割机在切割薄板时速度快、精度高。它主要采用龙门式结构。光电转换率高，功耗低，无需工作气体。因此，在相同功率水平下，光纤激光切割机的切割材料速度比 CO2激光器快。
• 效率高：此外，光纤激光器还能减少透镜的使用，大幅降低维护成本，提高生产效率。

限制

• 切割厚度：这种光纤激光器非常适合切割较薄的材料，因此切割较厚的材料可能效果不佳。
• 切割铝合金型材和铜等高透明度的原材料非常坚硬。
• 费用：机器的初始投资可能高于其他类型的激光切割机。

基本组成部分

• 光纤激光源：光纤激光源是光纤激光切割机的核心，它可以在玻璃纤维内部产生并放大激光束。根据输出功率的不同，它的功率通常从 500 瓦到 12 000 瓦不等。
• 切割头：切割头有一个聚焦透镜，可将激光束聚焦在材料表面。它通常包括电容感应，以保持与材料表面的适当聚焦距离。
• 数控控制器：数控系统是光纤激光切割机的大脑，它控制着机器的运动、激光功率和脉冲频率。
• 床和G餐具：床身用于支撑待切割的材料。而龙门架则是在材料上移动切割头的框架。

维护

光纤激光切割机的优点之一是只需少量维护。它无需校准反射镜或激光气体。不过，保持机器清洁、镜头上无杂物并定期检查光缆情况也很重要。

未来期望

光纤激光切割机的未来充满希望，由于其高效、快速和精确，成为许多行业的理想选择。它甚至还能为多种材料的切割提供强大而高效的解决方案，并将在许多领域大受欢迎。

III. CO2激光切割机

工作原理

CO2激光切割机利用高功率激光束，通过光学装置引导光束照射到待切割材料的表面。数控系统和激光光学系统的结合确保了光束在材料上的精确照射。聚焦激光束照射在材料上，使其熔化、燃烧、汽化或被强大的气流吹走，最终形成具有高质量边缘表面光洁度的切口。

合适的材料

CO2激光切割机可切割 20 毫米以内的碳钢、10 毫米以内的不锈钢和 8 毫米以内的铝合金。CO2激光的波长为 10.6 UM，非金属比较容易吸收，可用于切割木材、亚克力、pp、有机玻璃等非金属材料。质量高。

优势和局限

优势

• 由于激光束在加工过程中不会磨损，因此机器的精度会更高。
• 由于激光系统的热冲击区域较小，切割材料变形的可能性也会降低。
• 同时，CO2激光切割机便于装夹工件，减少工件污染。
• 根据《国际安全条例》，激光危害分为四个等级，其中 CO2激光危害最小。

限制

• CO2激光切割机的成本是三种激光切割机中最高的。

基本组成部分

• CO2激光：CO2激光器是机器的核心，可产生用于材料切割的激光束。
• 切割头：切割头包含一个聚焦透镜，可将光束聚焦到材料表面。此外，它还配备了一个电容感应系统，用于保持适当的聚焦。
• 数控控制器：数控控制器是激光切割机的大脑，可以控制机器的运动、激光功率和脉冲频率。
• 床和G餐具：床身用于支撑待切割的材料。龙门架是用于移动切割头的框架。
• 辅助C输出G作为S供应S系统：该系统有两个功能，一是清洁切割区域。辅助切割气体会将熔化和氧化的材料吹离切割区，有助于保持切割区清洁，减少形成第二个热冲击区。另一种是助燃：在某些应用中，例如切割碳钢时，切割辅助气体（通常是氧气）也能参与切割反应，提供额外的热量。因此可以提高切割速度和效率。
• 冷却S系统：在激光切割过程中，可能会产生大量热量，冷却系统用于保持激光器和其他重要部件的温度稳定。激光器和外部光学元件（包括聚焦透镜）需要冷却。根据系统的大小和设置，可以将余热输送或直接转化为空气。水是一种常见的冷却剂，通常通过冷却器或热传导系统循环使用。

维护

CO2激光切割机的维护包括保持光学设备的清洁和定位，确保冷却系统正常运行，以及检查激光器中的混合气体（二氧化碳、氦气和氮气）。

未来期望

随着技术的进步，CO2激光切割机将更加高效、实用，并致力于提高消耗和效率。

IV. YAG激光切割机

虽然 YAG 激光切割机成本低、稳定性好，但其能效通常低于 3%。目前，其输出功率低于 800W。由于其输出能量较小，主要用于钻孔和切割薄板。其绿色激光束可在脉冲波和恒定波的情况下使用。它的特点是波长短、聚焦性能好。它非常适合精密加工，尤其是脉冲条件下的钻孔加工，还可用于切割、焊接和光刻。YAG 固体激光切割机的波长不易被非金属吸收，因此不适合切割非金属材料。YAG 激光切割机当前的任务是提高电源的稳定性和使用寿命，即开发高容量、长寿命的光泵激励光源。如果使用半导体光泵，能效可以显著提高。

V. 总结

这些不同类型的激光切割机极大地改变了金属板材加工和其他机械项目。它们可对复杂形状进行高精度切割，从而提高工作效率、减少浪费并简化生产流程。尽管面临挑战，但激光切割机因其不可或缺的特性而前景光明。因此，了解更多有关激光切割机类型的信息不仅有益无害，而且对于希望优化运营、减少浪费和提高生产率的公司来说也是不可或缺的。