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激光切割加工根据激光器类型、切割方式及应用场景的不同,可分为多种类型,每种类型在原理、适用材料和加工效果上各有特点。以下是激光切割加工的主要种类及其详细介绍:
一、按激光器类型分类
CO₂激光切割
原理:利用CO₂气体作为激光介质,通过电激励或化学激励产生激光束。
特点:
波长较长(10.6μm),易被非金属材料吸收,适用于切割木材、亚克力、布料等。
切割厚度较大(可达25mm),但切割速度较慢,设备成本较高。
应用:非金属材料加工、广告标识制作、工艺品雕刻等。
光纤激光切割
原理:以掺稀土元素的光纤为增益介质,通过泵浦光源激发产生激光。
光束质量好,切割精度高,适用于金属材料切割。
切割速度快,效率高,维护成本低(无气体消耗)。
可切割多种金属,如不锈钢、碳钢、铝合金等。
应用:金属板材加工、汽车制造、航空航天、电器柜生产等。
YAG激光切割
原理:以掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)晶体为激光介质,通过闪光灯或激光二极管泵浦产生激光。
波长较短(1.06μm),适用于金属和部分非金属材料切割。
设备成本较低,但光束质量较差,切割速度较慢。
应用:小型金属件加工、模具修复、珠宝加工等。
半导体激光切割
原理:利用半导体材料(如GaAs)的PN结产生激光。
体积小、效率高、寿命长。
输出功率较低,适用于精密加工和微加工。
应用:电子元件切割、半导体封装、医疗设备加工等。
二、按切割方式分类
熔化切割
原理:激光束加热材料*熔点,同时用辅助气体(如氮气、氩气)将熔化材料吹走。
切割边缘光滑,热影响区小。
适用于不锈钢、铝合金等金属材料切割。
应用:金属板材加工、精密零件制造。
氧化熔化切割(气化切割)
原理:激光束加热材料*沸点,使其气化,同时用氧气作为辅助气体,促进燃烧反应。
切割速度快,效率高。
适用于碳钢、钛合金等易氧化材料切割。
应用:厚板金属切割、造船、桥梁制造。
汽化切割
原理:激光束功率极高,直接使材料汽化,无需辅助气体。
切割精度极高,热影响区极小。
适用于超薄材料(如薄膜、箔材)切割。
应用:微电子、半导体、精密仪器制造。
控制断裂切割
原理:激光束加热脆性材料(如玻璃、陶瓷),使其局部膨胀产生裂纹,通过控制裂纹扩展实现切割。
切割边缘质量高,无熔渣。
适用于脆性材料切割。
应用:玻璃加工、陶瓷封装、电子显示屏制造。
三、按应用场景分类
金属激光切割
适用材料:不锈钢、碳钢、铝合金、铜合金等。
切割精度高,边缘质量好。
可切割复杂形状,无需模具。
应用:汽车制造、航空航天、电器柜、金属家具。
非金属激光切割
适用材料:木材、亚克力、布料、皮革、橡胶等。
切割无接触,无机械应力。
可实现精细雕刻和打孔。
应用:广告标识、工艺品、服装裁剪、包装材料。
三维激光切割
原理:利用五轴联动激光切割头,实现空间曲面的切割。
可切割复杂三维零件,如汽车覆盖件、航空部件。
切割精度高,适应性强。
应用:汽车白车身加工、航空航天结构件、模具制造。
激光微切割
原理:利用超短脉冲激光(如飞秒激光)实现微米级精度切割。
切割热影响区极小,材料损伤低。
适用于精密电子元件、医疗器件加工。
应用:半导体封装、微电子、生物医学工程。