激光切割机的类型：完整指南

激光切割机的类型：完整指南

激光切割机是现代制造业中复杂设计和精确切割背后的无名英雄。无论您是经验丰富的工程师还是专业制造人员，了解不同类型的激光切割机及其独特功能对于优化您的工作流程都至关重要。

在金属板材加工中，激光切割主要使用三种激光器：CO₂ 激光器、光纤激光器和 Nd:YAG 激光器。其次是二极管激光器。每种激光器都具有适合特定材料和应用的独特优势。准备好进入激光技术的迷人领域，了解哪种设备最适合您的需求了吗？让我们开始吧。

激光切割机的类型

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。其工作原理是产生由光纤电缆引导和扩展的激光束。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。光纤激光器通常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，但主要是为金属材料切割而设计的。

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。光纤激光切割机光电转换率高，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。

• 高效率:光纤激光器的基础在于其效率。光纤激光器还可以减少透镜的使用，显著降低维护成本，提高生产效率。

限制条件

• 切割厚度：这种光纤激光器非常适合切割薄材料，因此切割厚材料可能效果不佳。切割高透明度的原材料，如铝合金型材和铜是很困难的。
• 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 500W 到 12000W 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装置，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。龙门架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。它不需要对准反射镜或激光气体。不过，保持机器清洁、镜头上无碎屑以及定期检查光缆情况是非常重要的。

未来期望

光纤激光切割机的未来充满希望，由于其高效、快速和精确的特点，光纤激光切割机是许多金属板材切割行业的理想选择。它甚至还能为众多材料的切割提供坚固耐用的高效解决方案，并将在许多领域大受欢迎。

二氧化碳2 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激光器（气体激光器）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。具有高质量。

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。由于激光系统的热影响区域较小，切割材料变形的可能性也会降低。同时，CO2激光切割机便于夹紧工件，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。

YAG 激光切割机

虽然 YAG 激光切割机（或 Nd：YVO（钒酸盐晶体激光器））具有成本低、稳定性好的特点，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。它具有波长短、聚焦性能好的特点。它非常适合精密加工，尤其适用于脉冲条件下的钻孔加工，也可用于切割、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。目前，YAG 激光切割机的任务是提高电源的稳定性和使用寿命，即开发大容量、长寿命的光泵激励光源。如果采用半导体光泵，能效就能显著提高。

机器设计

开放式激光切割机

开放式激光切割机采用开放式设计，切割区域周围没有外壳，便于装卸大型工件。不过，这种设计需要更严格的安全协议，以保护操作员免受激光束和其他危险的伤害。

封闭式激光切割机

封闭式激光切割机采用封闭式腔体，可最大限度地减少激光束照射，从而提高安全性。密封舱还有助于控制切割过程中产生的烟雾和碎屑，使这些机器成为对安全和清洁要求极高的环境中的首选。

运动配置

移动材料机

在移动式材料切割机中，切割头保持静止，而材料则在其下方移动。这些机器的设计较为简单，但速度通常比其他配置慢，因此适用于材料易于移动的各种应用。

混合动力机器

混合动力机器将切割头和材料的运动结合在一起，优化了光束传输路径长度，减少了功率损耗。这就提高了切割效率和精度，为各种切割任务提供了速度和精度之间的平衡。

光学飞行器

飞行光学设备的特点是切割头可移动，而材料保持静止，因此切割速度更快。这种配置非常适合加工较薄的工件，以高速性能和精度著称，适合大批量生产环境。

金属切割激光技术比较

激光切割机的类型：比较分析

性能与精度

能源效率

维护和使用寿命

成本与价值

结论

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。