只 一丁
激光切 割 的 基 本原 理及新进 展
激光 切 割 的原 理 及 特 性
激光 切 割是 利用高 功率密 度 的激 光 束扫 描过 材料表 面
,
广西
胡兴 军
刘 向阳
年
月
,
俄 国研究人 员
开 发 出 一 种简 单 高 效 地 将 蓝宝 石
在
晶体 等 切 割 成 厚 度 不 到
薄 片 的 激 光 装置
。
微 米的
极 短 时 间 内将 材料 加热 到 几 千
至 上 万 摄 氏度
,
研 究人 员希望
使材 料熔化 或 气
使 用 该 装 置 替代 目前 使 用 的 钻 石
刀 来切 割微 芯片
。
化
,
再 用 高压 气 体 将熔 化 或 气 化
,
圣 彼得堡 研 究
物 质 从 切 缝 中吹 走
达到切 割材
人 员 开 发 出 的激 光 切 割 装 置 采 用
料的 目的
。
的是 微 微 秒 级 的 超 短 波 低 能 激
激光 光
。
激光切 割主要 是 切割 将
,
切 割材料 时
,
激 光 装 置 的特
激 光切 割是 用 聚 焦 镜 激 光 束聚 焦 在 材料表 面
,
殊光 学系 统将激 光聚 焦 成 直 径 只 有 几微米的激 光束
。
利用这种能
使 材 料熔 化
同 时用 与 激光束 同
量聚 集 在 特 定 空 间 和 时 间 内 的 激
光
,
轴 的压 缩 气 体 吹 走 被 熔 化 的 材
照 射 诸 如 蓝 宝 石 等 材料
,
可
料
,
并使 激 光束 与 材料 沿 一 定 轨
,
以 直 接 在 材 料 内部 打 出 一 些 紧 密
相邻 的 细 小 孔 眼
。
迹 作相 对 运 动 状 的切缝
。
从而形 成一定形
这样被
“
钻
”
空
的蓝 宝 石 材料可 以很容 易
,
“
册
激 光 切 割 工 艺 多种 多 样
其 中熔 化 切
,
磷青铜
、
电木板
、
薄铝 合 金
、
石 英 玻璃
、
、
硅
开
”
,
获得理想 的微芯 片
、
。
割 是 使 入 射 的激 光 束 功率 密度超 过 某一 值
橡胶
、
以下 氧化铝 陶 瓷片
。
航天工业
汽 车零部件切 割
从 而 使 光 束 照 射 点处 材料 内部开 始蒸发 形成 孔 洞 激光束 加热
,
,
使 用 的钦 合 金 等 等 应 用 层 出不 穷
、
近年来
,
激 光 切 割 的新
在汽 车样 车 和 小 批 量 生 产 中大 量 使 用 三 维激光 束切 割 机 带 材 的切 割 加 工 割速 度 已 达
准备周期
,
,
汽 化 切 割是 使 用 高 功 率 密度 的
,
令人 耳 目一 新
对 普通铝
,
、
不 锈 钢 等 薄板
,
、
避免 热 传 导 造 成 的熔化
,
于是
服饰 年
、
皮革
月 博 业 激 光应 用 有 限 公 司 正 式
尸
、
应 用 激光 加 工
,
其 高速 切
部分材料汽 化成 蒸汽 消失
氧化熔化 切 割
,
厂
不 仅 大 幅 度缩短 了生 产
,
是 材料 在 激光 束 的 照 射 下 被 点 燃
与氧 气
推 出第三 代
“
激 光 雕 刻 切 割机
” ,
并 且 使 车 间生 产 实 现 了 柔 性化
。
发 生 激 烈 的化 学反 应而产 生 另 一 热源
于 容 易 受
热破 坏 的脆 性材 料
,
对
广 泛应 用于 服装服饰
尸
皮 革等 众 多领 域
。
。
加工面积减小 了一 半
,
由于 它 的 加 工 效 率 高
。
,
通过激光束
系 列激光 裁剪机采 用
、
激光器
比 机 械 加 工 方 式 的加 工 费 用 减 少 了
、
加 热 进 行 高速
、
可控的切 断
,
引起 该 区 域 大
,
是针对皮革
服装 用 户 大批量 生产而 量 身定
。
液晶屏短路环激光切 割
的热梯度和 严重 的机械变形
导致材料形
。
制 的新 型 激 光 裁 剪机
面进行雕刻
、
双 头激光头在 同一版
,
由长 春 光 机 所 控股 的长 春 光 华 微 电子 设 备工 程 中心 有 限 责 任 公 司 研 制 的液 晶 屏 短 路 环 激 光 切 割 机 是 我 国 自行研 制 的 第一 台液 晶 屏 短 路环 激 光 切 割 机 案合 理 准确
、
、
成裂缝
,
称 之 为 控制 断 裂 切 割
切 割工作操作
使 加 工 效 率增
,
加 一 倍 且 保 留原 系 列 单 头 裁 剪 机 的优 势
支
激 光 切 割技 术 的 广 泛 应 用
激 光切 割 的应 用 领 域 非常广 泛 汽 车行 业
、
持 田 岛刺 绣 专 用 格 式
,
格式 及
尸 丁
、
,
具 有设 计方
比如
等矢 量 图 形 格式
构
,
,
专用 布 料通 道 及 张 紧结
性能 先进
、
图 像 自动 识 别 对 位 快 速
、
计算机
、
电气 机 壳
、
、
各种金 属 零
、
特 制 的 负压 吸 布 装置 配 合蜂 巢 切 割平
进一 步 提 高雕 刻精度
,
快 速 运 动 控 制 定 位 精度 高
。
激光切痕
件 和特殊材料 的切 割 弹簧垫 片
、
圆形 锯片
压克力
、
、
台
装
,
广泛 应 用于 服 皮革等行业
。
光滑干 净等特点
专家认 为其综合技 术 和
,
以下 的 电子 机件 用 铜 板
、
一
、
、
布料
、
、
绣花
、
贝 布绣 占
、
性能指标 达 到 国际 同类产 品 的先 进水 平 填补 了 国 内空 白
。
些 金属 网板
钢管
、
镀 锡 铁板
、
镀亚 铅钢板
微 芯 片 的激 光
闪
州
,
苏 南科技 开 发
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
http://www.cnki.net
、
铝泡 沫夹层 材料激 光切 割
日
德 国 巴 伐 利 亚 洲 激 光 技术 中心
激光 切 割技 术
、
研 发 出 铝 泡 沫 夹层 材料 加工
厂
。
的
,
在形 成泡 沫和 非泡 沫状 态下 被 激 光 切 割
塑 料激 光 切 割
型
,
机 器 人 辅 助 激 光 切 割 塑 料 的 一 个典 型 例 子 是 大 众 汽 车 公 司 的 高 尔 夫
轿车 割这 种
、
柱的 内衬 件
。
应 用二 氧化碳激光 器
、
,
并 直 接 安 装 在机 器 人 手 臂上
。
切
一
丁
塑 料 内 衬 部 件 的外 轮 廓
切 出通 风 孔 和 安 全 带 的 固 定 孔
管材
月
,
年
丁
集团
。
任 公 司 全 新 匕丁
丁
管材 激 光
切 割 机 受 到 英 国
,
尸洲
摩 托 车 公 司 的 青睐
,
管材 激 光 切 割 机 的 最 大 好 处
,
它 以将 生
产 工 艺 中的许 多 工 序 略 掉 孔
、
例 如 传统工 艺
在
丁
管材 在 普 通 机 床 上 铣 削
,
、
钻孔
、
冲
液 压 拉 伸 以及 去 毛 刺
。
。
管材 激 光 切 割机 上
所 有这 些 操 作 都 可
在 这 台机 床 上 进 行
我 国 激 光 切 割 的技 术 进 步
为 使 我 国 机 械 行 业 特 别 是 汽 车 制造 业 能 尽 快 追 上 世 界 水 平 研 究所 终 于 在
器
,
,
湖南大学激光
年 研 制 成 功 国 内 第 一 台 析架 式 折 叠 准 封 离 型 切 割 与焊 接 激 光
。
并 获 得 国 家发 明 专利
年
月
,
每 台设 备 的 售 价 只 有 国 外 产 品 的
“
,
。
中科 院长 春 光 机 与 物理 研 究 所 研 制 的
口
数控激 光 管材加 工
。
设备
”
,
改变 了我 国石 油 行业 依赖进
设 备加 工 管 材 的局 面
,
有关专家认 为
,
国产 数控激光 管材
曲面
切 割 设 备 的 问世 与 投 入 应 用
。
标 志 着我 国制造 先
进装 备 的能 力 已 达 到 国 际 先 进水 平
济 南 铸 锻 所 数 控机 械 公 司 开 发 制 造 出 国产 第 一 台
双 工 作 台双 边 驱 动 数 控 精 密 激 光 切 割 机 是 解决 了
。
一
型 交 换式
一
在 设 计 上 突破 了 两 项 关 键 技 术
二 是 解 决 了升 降 工 作 台
轴 双 边 驱 动 时 两 个 电 机 的 同 步 问题
。
个气
缸 的 同 步 问题
。。
年
月
,
华 工 科 技 生 产 的 首 批 高 性 能 激 光 切 割机 在 武 汉 通 过 验 收
,
,
标
志 着 我 国 成 功 推 出 第 一 台国产 化 高 性能激 光 切 割机
得到 国 内外销 售 客户 和
,
技 术 专家 的充分 肯 定
。
华 工 科 技 还 准 备 将 尖 端 的等 离 子 切 割 机 移 到 武 汉 生 产
,
通 过 中澳 两 地 的 优 势 资 源 重 新 组 合 配 置 程 中 的核 心 竞 争 力
。
更 大 程 度提 升 华 工 科技 在 国 际 化 进
激 光 切 割 是 激 光 加 工 中应 用 最 早 前已拥有
。
、
使用 最 多 的加 工 方 法
。
以 日 本 为例
,
,
目
。
激 光加 工机
。
万台
,
,
约 占全 球 激 光 加 工 机 总 量 的
其中
为 激光 切 割 设 备
据统计
日本 自 ,
年 以来
,
年生 产
。
激光 加 工机 已 超 多台
过
台左 右
,
其中丫
。
激 光 切 割机
多台
而 我 国至今却 只有
,
套 激 光 切 割机 在 使 用 中 改造
因此
,
随 着 我 国 国 民 经 济 的飞 速 发 展
,
许 多传 统 产 业 需 要
。
许 多饭 金 加 工 领 域 有 待 开 发
。
许 多 工 业 城 市 也 需 要 建 立 激 光 加 工 中心
。
,
我 国 激 光 切 割 技 术 的推 广 和 应 用 潜 力 很 大
激 光切 割 机近
,
据不 完全
统计我 国 目前每
。
年生产
。。 台
、
,
共
亿元人 民币
其 中除 了 通 用 的
,
激
光 切 割机 之 外
还 需 要 高速
高 精度 的 数 控 激 光 切 割 机
切 割厚板 的大型数
。
控激光 切 割机
,
三 维 立 体 数控激 光 切 割机 及 激光 切割机 器 人 等
,
虽 然激 光 切
割 的发 展 趋 势 较 快
但应 用 水 平 与 发 达 国 家相 比 差 距 较 大
激光切 割 系统 累计 已 达
。
。
至
,
年我 国 已
约 占全 世 界 正
在 工 业 生 产 中使 用 的
运行系统总量 的
令
。。 台 左 右
苏南科 技 开 发
任
,
‘
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
http://www.cnki.net
只 一丁
激光切 割 的 基 本原 理及新进 展
激光 切 割 的原 理 及 特 性
激光 切 割是 利用高 功率密 度 的激 光 束扫 描过 材料表 面
,
广西
胡兴 军
刘 向阳
年
月
,
俄 国研究人 员
开 发 出 一 种简 单 高 效 地 将 蓝宝 石
在
晶体 等 切 割 成 厚 度 不 到
薄 片 的 激 光 装置
。
微 米的
极 短 时 间 内将 材料 加热 到 几 千
至 上 万 摄 氏度
,
研 究人 员希望
使材 料熔化 或 气
使 用 该 装 置 替代 目前 使 用 的 钻 石
刀 来切 割微 芯片
。
化
,
再 用 高压 气 体 将熔 化 或 气 化
,
圣 彼得堡 研 究
物 质 从 切 缝 中吹 走
达到切 割材
人 员 开 发 出 的激 光 切 割 装 置 采 用
料的 目的
。
的是 微 微 秒 级 的 超 短 波 低 能 激
激光 光
。
激光切 割主要 是 切割 将
,
切 割材料 时
,
激 光 装 置 的特
激 光切 割是 用 聚 焦 镜 激 光 束聚 焦 在 材料表 面
,
殊光 学系 统将激 光聚 焦 成 直 径 只 有 几微米的激 光束
。
利用这种能
使 材 料熔 化
同 时用 与 激光束 同
量聚 集 在 特 定 空 间 和 时 间 内 的 激
光
,
轴 的压 缩 气 体 吹 走 被 熔 化 的 材
照 射 诸 如 蓝 宝 石 等 材料
,
可
料
,
并使 激 光束 与 材料 沿 一 定 轨
,
以 直 接 在 材 料 内部 打 出 一 些 紧 密
相邻 的 细 小 孔 眼
。
迹 作相 对 运 动 状 的切缝
。
从而形 成一定形
这样被
“
钻
”
空
的蓝 宝 石 材料可 以很容 易
,
“
册
激 光 切 割 工 艺 多种 多 样
其 中熔 化 切
,
磷青铜
、
电木板
、
薄铝 合 金
、
石 英 玻璃
、
、
硅
开
”
,
获得理想 的微芯 片
、
。
割 是 使 入 射 的激 光 束 功率 密度超 过 某一 值
橡胶
、
以下 氧化铝 陶 瓷片
。
航天工业
汽 车零部件切 割
从 而 使 光 束 照 射 点处 材料 内部开 始蒸发 形成 孔 洞 激光束 加热
,
,
使 用 的钦 合 金 等 等 应 用 层 出不 穷
、
近年来
,
激 光 切 割 的新
在汽 车样 车 和 小 批 量 生 产 中大 量 使 用 三 维激光 束切 割 机 带 材 的切 割 加 工 割速 度 已 达
准备周期
,
,
汽 化 切 割是 使 用 高 功 率 密度 的
,
令人 耳 目一 新
对 普通铝
,
、
不 锈 钢 等 薄板
,
、
避免 热 传 导 造 成 的熔化
,
于是
服饰 年
、
皮革
月 博 业 激 光应 用 有 限 公 司 正 式
尸
、
应 用 激光 加 工
,
其 高速 切
部分材料汽 化成 蒸汽 消失
氧化熔化 切 割
,
厂
不 仅 大 幅 度缩短 了生 产
,
是 材料 在 激光 束 的 照 射 下 被 点 燃
与氧 气
推 出第三 代
“
激 光 雕 刻 切 割机
” ,
并 且 使 车 间生 产 实 现 了 柔 性化
。
发 生 激 烈 的化 学反 应而产 生 另 一 热源
于 容 易 受
热破 坏 的脆 性材 料
,
对
广 泛应 用于 服装服饰
尸
皮 革等 众 多领 域
。
。
加工面积减小 了一 半
,
由于 它 的 加 工 效 率 高
。
,
通过激光束
系 列激光 裁剪机采 用
、
激光器
比 机 械 加 工 方 式 的加 工 费 用 减 少 了
、
加 热 进 行 高速
、
可控的切 断
,
引起 该 区 域 大
,
是针对皮革
服装 用 户 大批量 生产而 量 身定
。
液晶屏短路环激光切 割
的热梯度和 严重 的机械变形
导致材料形
。
制 的新 型 激 光 裁 剪机
面进行雕刻
、
双 头激光头在 同一版
,
由长 春 光 机 所 控股 的长 春 光 华 微 电子 设 备工 程 中心 有 限 责 任 公 司 研 制 的液 晶 屏 短 路 环 激 光 切 割 机 是 我 国 自行研 制 的 第一 台液 晶 屏 短 路环 激 光 切 割 机 案合 理 准确
、
、
成裂缝
,
称 之 为 控制 断 裂 切 割
切 割工作操作
使 加 工 效 率增
,
加 一 倍 且 保 留原 系 列 单 头 裁 剪 机 的优 势
支
激 光 切 割技 术 的 广 泛 应 用
激 光切 割 的应 用 领 域 非常广 泛 汽 车行 业
、
持 田 岛刺 绣 专 用 格 式
,
格式 及
尸 丁
、
,
具 有设 计方
比如
等矢 量 图 形 格式
构
,
,
专用 布 料通 道 及 张 紧结
性能 先进
、
图 像 自动 识 别 对 位 快 速
、
计算机
、
电气 机 壳
、
、
各种金 属 零
、
特 制 的 负压 吸 布 装置 配 合蜂 巢 切 割平
进一 步 提 高雕 刻精度
,
快 速 运 动 控 制 定 位 精度 高
。
激光切痕
件 和特殊材料 的切 割 弹簧垫 片
、
圆形 锯片
压克力
、
、
台
装
,
广泛 应 用于 服 皮革等行业
。
光滑干 净等特点
专家认 为其综合技 术 和
,
以下 的 电子 机件 用 铜 板
、
一
、
、
布料
、
、
绣花
、
贝 布绣 占
、
性能指标 达 到 国际 同类产 品 的先 进水 平 填补 了 国 内空 白
。
些 金属 网板
钢管
、
镀 锡 铁板
、
镀亚 铅钢板
微 芯 片 的激 光
闪
州
,
苏 南科技 开 发
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
http://www.cnki.net
、
铝泡 沫夹层 材料激 光切 割
日
德 国 巴 伐 利 亚 洲 激 光 技术 中心
激光 切 割技 术
、
研 发 出 铝 泡 沫 夹层 材料 加工
厂
。
的
,
在形 成泡 沫和 非泡 沫状 态下 被 激 光 切 割
塑 料激 光 切 割
型
,
机 器 人 辅 助 激 光 切 割 塑 料 的 一 个典 型 例 子 是 大 众 汽 车 公 司 的 高 尔 夫
轿车 割这 种
、
柱的 内衬 件
。
应 用二 氧化碳激光 器
、
,
并 直 接 安 装 在机 器 人 手 臂上
。
切
一
丁
塑 料 内 衬 部 件 的外 轮 廓
切 出通 风 孔 和 安 全 带 的 固 定 孔
管材
月
,
年
丁
集团
。
任 公 司 全 新 匕丁
丁
管材 激 光
切 割 机 受 到 英 国
,
尸洲
摩 托 车 公 司 的 青睐
,
管材 激 光 切 割 机 的 最 大 好 处
,
它 以将 生
产 工 艺 中的许 多 工 序 略 掉 孔
、
例 如 传统工 艺
在
丁
管材 在 普 通 机 床 上 铣 削
,
、
钻孔
、
冲
液 压 拉 伸 以及 去 毛 刺
。
。
管材 激 光 切 割机 上
所 有这 些 操 作 都 可
在 这 台机 床 上 进 行
我 国 激 光 切 割 的技 术 进 步
为 使 我 国 机 械 行 业 特 别 是 汽 车 制造 业 能 尽 快 追 上 世 界 水 平 研 究所 终 于 在
器
,
,
湖南大学激光
年 研 制 成 功 国 内 第 一 台 析架 式 折 叠 准 封 离 型 切 割 与焊 接 激 光
。
并 获 得 国 家发 明 专利
年
月
,
每 台设 备 的 售 价 只 有 国 外 产 品 的
“
,
。
中科 院长 春 光 机 与 物理 研 究 所 研 制 的
口
数控激 光 管材加 工
。
设备
”
,
改变 了我 国石 油 行业 依赖进
设 备加 工 管 材 的局 面
,
有关专家认 为
,
国产 数控激光 管材
曲面
切 割 设 备 的 问世 与 投 入 应 用
。
标 志 着我 国制造 先
进装 备 的能 力 已 达 到 国 际 先 进水 平
济 南 铸 锻 所 数 控机 械 公 司 开 发 制 造 出 国产 第 一 台
双 工 作 台双 边 驱 动 数 控 精 密 激 光 切 割 机 是 解决 了
。
一
型 交 换式
一
在 设 计 上 突破 了 两 项 关 键 技 术
二 是 解 决 了升 降 工 作 台
轴 双 边 驱 动 时 两 个 电 机 的 同 步 问题
。
个气
缸 的 同 步 问题
。。
年
月
,
华 工 科 技 生 产 的 首 批 高 性 能 激 光 切 割机 在 武 汉 通 过 验 收
,
,
标
志 着 我 国 成 功 推 出 第 一 台国产 化 高 性能激 光 切 割机
得到 国 内外销 售 客户 和
,
技 术 专家 的充分 肯 定
。
华 工 科 技 还 准 备 将 尖 端 的等 离 子 切 割 机 移 到 武 汉 生 产
,
通 过 中澳 两 地 的 优 势 资 源 重 新 组 合 配 置 程 中 的核 心 竞 争 力
。
更 大 程 度提 升 华 工 科技 在 国 际 化 进
激 光 切 割 是 激 光 加 工 中应 用 最 早 前已拥有
。
、
使用 最 多 的加 工 方 法
。
以 日 本 为例
,
,
目
。
激 光加 工机
。
万台
,
,
约 占全 球 激 光 加 工 机 总 量 的
其中
为 激光 切 割 设 备
据统计
日本 自 ,
年 以来
,
年生 产
。
激光 加 工机 已 超 多台
过
台左 右
,
其中丫
。
激 光 切 割机
多台
而 我 国至今却 只有
,
套 激 光 切 割机 在 使 用 中 改造
因此
,
随 着 我 国 国 民 经 济 的飞 速 发 展
,
许 多传 统 产 业 需 要
。
许 多饭 金 加 工 领 域 有 待 开 发
。
许 多 工 业 城 市 也 需 要 建 立 激 光 加 工 中心
。
,
我 国 激 光 切 割 技 术 的推 广 和 应 用 潜 力 很 大
激 光切 割 机近
,
据不 完全
统计我 国 目前每
。
年生产
。。 台
、
,
共
亿元人 民币
其 中除 了 通 用 的
,
激
光 切 割机 之 外
还 需 要 高速
高 精度 的 数 控 激 光 切 割 机
切 割厚板 的大型数
。
控激光 切 割机
,
三 维 立 体 数控激 光 切 割机 及 激光 切割机 器 人 等
,
虽 然激 光 切
割 的发 展 趋 势 较 快
但应 用 水 平 与 发 达 国 家相 比 差 距 较 大
激光切 割 系统 累计 已 达
。
。
至
,
年我 国 已
约 占全 世 界 正
在 工 业 生 产 中使 用 的
运行系统总量 的
令
。。 台 左 右
苏南科 技 开 发
任
,
‘
1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
http://www.cnki.net