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激光切割機(jī)的原理

發(fā)布時(shí)間:2020-06-05 11:17閱讀次數(shù):3830次
激光切割機(jī)加工是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀,具有精度高,切割快速,不局限于切割圖案限制,自動(dòng)排版節(jié)省材料,切口平滑,加工成本低等特點(diǎn),將逐漸改進(jìn)或取代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝設(shè)備。激光切割機(jī)的原理是什么樣?

激光切割機(jī)在切割過程中,光束經(jīng)切割頭的透鏡聚焦成一個(gè)很小的焦點(diǎn),使焦點(diǎn)處達(dá)到高的功率密度,其中切割頭固定在z軸上。這時(shí),光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量,材料很快被加熱到熔化與汽化溫度,與此同時(shí),一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出,形成材料切割的孔洞。隨著焦點(diǎn)與材料的相對(duì)運(yùn)動(dòng),使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫,完成材料的切割。

激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下,通過脈沖使激光器放電,從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光,形成一定頻率,一定脈寬的光束,該脈沖激光束經(jīng)過光路傳導(dǎo)及反射并通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上,形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個(gè)高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個(gè)細(xì)小的孔,在計(jì)算機(jī)控制下,激光加工頭與被加工材料按預(yù)先繪好的圖形進(jìn)行連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)打點(diǎn),這樣就會(huì)把物體加工成想要的形狀。光纖激光器采用固態(tài)二極管來泵浦雙包層摻鐿光纖內(nèi)的分子,受激發(fā)射的光多次穿過纖芯,然后形成激光通過傳輸光纖向進(jìn)行切割的聚焦頭輸出。由于所有分子間的碰撞都發(fā)生在光纖內(nèi),就不需要激光氣體,因此所需能源大大減少——約為CO2 激光器的三分之一。由于產(chǎn)生的熱量越少,冷卻器的體積就可以相應(yīng)縮小。總之,在達(dá)到相同性能的情況下,光纖激光器的整體能耗要比CO2 激光器低70%。

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