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耐力激光帶你了解工業CO2激光應用與發展

文章源自:www.mmmmhhv.vip關鍵詞:金屬激光切割機人氣:时间:2015-07-29 16:28【
耐力激光帶你了解工業CO2激光應用與發展
 
       为了比较详细完整的介绍CO2激光加工的应用状况,按其使用成本,本文以激光输出功率范围(小于200瓦,介于200到1600瓦间和大于1600瓦以上)作爲劃分標准,逐一介紹它在各個領域的應用情況。
 
       1.低功率(小于200瓦)CO2激光的应用  
       早期进口和制造的CO2激光机器,均为小于200瓦的低功率激光器。主要为电子工业(如电阻制造、IC标志)、非金属加工业(竹木雕、服饰、制鞋、飾品制造等)和部份醫療和研究單位所使用。 將CO2激光束透過一個光罩,聚焦于IC或半導體組件上作標志,這種CO2激光主要皆爲TEA脈沖式。但隨著標志加工速度的要求越來越快,加工品
質的要求越來越高,以及固體激光的快速發展,滿意近新引進的標志加工用激光,已逐漸被固體的YAG激光所取代。 用镂空的銅模罩住要雕刻的非金屬材料,然後用CO2激光束在銅模上作快速掃瞄,即可在該材料上雕刻出複雜的圖案。雕刻對象爲木材、壓克力、皮革和紙張等,另外也可以應用到雕刻特有的手工藝品,如竹片雕刻、軟木浮雕、貝殼浮雕等。滿意近幾年已轉型用密封式CO2激光,直接以掃瞄振鏡作少量多變化的禮品雕刻,以提高産品的附加價值。
  
       成衣和制鞋业曾经引领风骚十数年,也是引进国外或采用自产的低功率CO2激光加工较早的成功典型,主要是以50瓦激光来裁切制衣服用的马克板和鞋子樣板,僅用于開發或少量多樣的生産,故數量有限。也有少數150瓦左右的CO2激光直接作皮衣、皮件等生産用。另外計算機刺繡業有以激光配合CCD取樣,直接將刺繡在一大張上的衆多圖案一一裁下。但是隨著兩種産業的外移和萎縮,CO2激光器在這方面的應用也沒有增加。而采用低功率CO2激光來裁切家具或飾品上的裝潢用薄樹皮持續增長,主要結合造型設計和後段生産,附加價值較高。
 
       由于国外CO2激光的發展很快,小功率的CO2激光采用密封式結構,且品質越來越好,因此,除了上述加工業外,進口的其它應用系統裏也有許多此類的CO2激光器,用在穿孔、印刷業刻板、快速成型、鏡片上打商標和陶瓷基板加工等方面,其應用潛力不小。輸出200瓦以下的CO2激光器在一些非金屬薄材料切割方面綽綽有余,除上述業者較常使用外,其實仍有很多産業界的特殊材料皆可考慮以激光加工代,如建築業的壓克力模型制作,結婚相簿封面的硬版圖樣,其特點是是小而複雜,但均可以CO2激光來作裁切。雲母薄板的裁切﹑防彈衣內纖維布的裁切﹑耐龍安全帶的裁切,還有其它一些特殊材料如:FRP、ABS、特弗龍、石棉和橡膠等的裁切,國外都有采用激光加工的先例,只是需要特別注意切割時所産生氣體的排放問題。
 
 
  高功率金属激光切割机     

  2.中高功率(200瓦-1600瓦)CO2激光的应用
       中高功率激光,由于成本相对较低,是目前CO2激光加工設備的主流,主要用于钣金代工業,也有少部份機器爲工廠自行使用的生産設備。目前此類激光機器近三分之一皆爲滿意近研發,可見此類功率的CO2激光正處于快速成長階段。中高功率CO2激光設備用途廣,滿意主要的就就是作钣金切割。加工種類多,以下介紹幾種應用較多或特殊的例子。
 
       2.1木刀模业
      以CO2激光在木板上切割出宽度约0.6mm的各种复杂重复图形的沟槽,然后再装上锋利的刀片,制成轧型刀具,这是裁切所有包装纸盒、塑料射出成型、保麗龍用具和軟性電路板等制作過程中很重要的一環,應用前景看好。
 
      2.2各种机器零部件切割
   机器的各式各样零部件,在某个厚度以上或形状较为复杂,其实都可以用激光加工来取代传统的加工方式,虽然可能加工成本会高一点(有些不一定),但可節省很多人力,並提高産品質量。
  
     2.3计算机、电气机壳的钣金切割
     计算机机壳的钣金切割,以及各种机器控制箱和机壳的钣金切割,是满意主要的加工对象。尤其是一些产品产量不多,形状复杂,产品生命周期不长,開模劃不來的钣金切割滿意多,如:電動玩具機殼、自動販賣機機殼、配電盤等。也有一些是已經開模,但産品更改設計後,須在已成型的钣金上作更改的加工。
 
       2.4汽车钣金切割
         经过模具压轧成型后的汽车钣金为立体形状,一般再加工较为困难,若以五轴CO2激光加工机作压边的切除和内部孔洞的开挖,则可以充分显出激光加工的優勢。目前國內已有數家專門生産汽車修護用钣金的工廠,進口五軸CO2激光加工機在作這方面加工。但此類機器尚屬高價位階段,將來若能降低價格,國內將會有不少廠商引進此類加工機。

 
 
CO2激光切割加工钣金
        2.5特殊材料切割
         由于激光可以作非接触式切割,切缝窄又不影响外围材质,所以被广告和建筑业界普遍采用在特别需要保持工件表面 度光滑的镜面不锈钢或一般不鏽鋼板的切割加工,如:招牌、雕塑品、電梯控制面板、廚具、圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板,一些金屬網板、鋼管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。 随着产业形态的演變,钣金加工對象越來越複雜多樣,傳統的沖孔機功能已不能滿足要求,線切割速度又太慢,CO2激光的加工功能正好彌補它們所缺,這也是近幾年CO2激光加工機引進速度持續且快速增加的主要原因。
 
       3.高功率(大于1600瓦)CO2激光的应用
       大于1600瓦的高功率CO2激光,主要被应用在金属焊接和表面处理上,在工业不错国家已逐渐被国防、汽车和航天工业里一些特殊领域所采用。但早期高功率激光的價位比較高,加上這一方面的技術養成訓練有限,所以除了國防上、一些大學和研究單位有這一方面的應用外,民用工業較少引進此類高功率CO2激光。滿意近三、四年引進很多,主要應用于各項钣金切割,使加工速度更快、更有彈性。觀之未來的發展趨勢,高功率CO2激光在焊接和表面處理上的應用,必定會被工業界逐步接受並采用。
 
      3.1激光焊接
        利用高能量密度激光束,将工件材料熔融而焊接在一起,可以使焊件热影响区与变形量均降至满意低,且无需使用焊剂或作异种材料,其接合强度特别牢固。汽車裏面有很多零部件,若一體成型難度很大,但若將其分開成型再焊接成一體,則能減小生産難度並降低成本。在焊接時爲了減少對原成型工件的熱影響,常用激光來快速焊接,這是一個非常有潛力的加工市場。因此在汽車工業中許多零部件接合時普遍采用激光焊接,如導螺杆制造廠商采用激光焊接導螺杆前端的固定座;汽車廠用激光來焊接不同厚度的兩塊鋼板,再壓軋成型以降低生産成本;另外汽車引擎開發案中也有部份地方采用激光焊接加工。国内在这一方面的加工应用尚少,目前仅有几家专门生产国外汽车零部件的OEM厂商,引进CO2激光加工設備焊接汽车内不锈钢滤油杯,生産速度變快,産品質量好,單價因而提高。
 
       3.2激光硬面处理
        利用高功率激光束,将欲硬面处理的工件底材表面熔融一薄层,藉此一熔融层与硬面合金材料交互熔融成一冶金键结(Metallurgy Bonding),达到硬面处理的效果。  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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