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  • 用于切割的三種主要激光管材切管機的類型

    發布時間 : 2021-08-10  瀏覽次數 :

    激光切割自 60 年代以來就已經存在,但現在由于其在工業過程中的使用不斷增加,它的重要性不亞于以往。這種非接觸式過程使用恒定光束來產生熱量和壓力,然后隨著切割頭在材料表面上移動,精確地重塑/扭曲各種材料。激光技術可提供多種功能,包括切割、鉆孔和雕刻,具體取決于激光的強度、用于產生激光束的主要成分材料以及作用于其上的材料。激光切割是制造鈑金件最主要的工藝之一。

    每個激光器都提供連續波長,可用于多種用途。有 3 種類型的激光器:CO2(氣體激光器)、光纖激光器和 Nd:YAG 或 Nd:YVO(釩酸鹽晶體激光器)。每個都使用不同的基礎材料來刺激激光,或者用氣體混合物電刺激,或者通過物理二極管。

    自動激光切割機

     

    二氧化碳激光器/激光切管機

    CO2 激光器通過充滿氣體的管子驅動電流,產生光束。管子的兩端都裝有鏡子。一面鏡子是全反射的,另一面是部分鏡子,讓一些光線通過。氣體混合物通常是二氧化碳、氮氣、氫氣和氦氣。CO2 激光器產生不可見光,在光譜的遠紅外范圍內。

    用于工業機器的最高功率 CO2 激光器可達數千瓦,但這些是迄今為止的例外。典型的加工 CO2 激光器功率為 25 至 100 瓦,波長為 10.6 微米。

    這種類型的激光最常用于加工木材或紙張(及其衍生物)、聚甲基丙烯酸甲酯和其他丙烯酸塑料。它也適用于處理皮革、織物、墻紙和類似產品。它還被應用于奶酪、栗子和各種植物等食品的加工。

    CO2 激光器通常最適合非金屬材料,盡管它們可以加工某些金屬。它一般可以切割薄板鋁和其他有色金屬。可以通過增加氧氣含量來增強 CO2 光束的功率,但是這對于沒有經驗的人或不適合這種增強的機器來說可能是有風險的。

     

    光纖激光器/光纖三維激光切管機

    此類機器是固態激光器組的一部分,使用種子激光器。他們使用專門設計的玻璃纖維放大光束,玻璃纖維從泵浦二極管中獲取能量。它們的一般波長為 1.064 微米,產生極小的焦距。它們通常也是各種激光切割設備中最昂貴的。

    光纖激光器通常免維護,使用壽命長,至少 25,000 激光小時。因此,光纖激光器的生命周期遠長于其他兩種類型,并且可以產生強而穩定的光束。在相同的平均功率下,它們可以管理比 CO2 激光器高 100 倍的強度。光纖激光器可以是連續光束、準或脈沖設置,賦予它們不同的功能。光纖激光系統的一種子類型是 MOPA,其中脈沖持續時間是可調的。這使得 MOPA 激光器成為最靈活的激光器之一,可用于多種應用。

    光纖激光器最適合通過退火、金屬雕刻和打標熱塑性塑料進行金屬打標。它適用于金屬、合金和非金屬,甚至包括玻璃、木材和塑料。光纖激光器,取決于功率,可以非常通用,可以處理大量不同的材料。在處理薄材料時,光纖激光器是理想的解決方案。然而,對于超過 20 毫米的材料,情況并非如此,盡管可以使用功率超過 6 kW 的更昂貴的光纖激光機可以做到這一點。

     

    釩酸鹽晶體激光器

    晶體激光切割工藝可以采用nd:YAG  (摻釹釔鋁石榴石),但更常見的是,它們傾向于使用nd:YVO  (摻釹原釩酸釔,YVO4)晶體。這些設備允許極高的切割功率。這些機器的缺點是它們可能很昂貴,不僅因為它們的初始價格,還因為它們的預期壽命為 8,000 到 15,000 小時(Nd:YVO4 通常較低)并且泵浦二極管可以凈非常昂貴的價格。

    這些激光器提供 1.064 微米的波長,可用于從醫療和牙科到軍事和制造的廣泛應用。比較兩種 Nd:YVO 表現出更高的泵浦吸收和增益、更寬的帶寬、更寬的泵浦波長范圍、更短的上能態壽命、更高的折射率和更低的熱導率。在連續操作方面,Nd:YVO 在中等或高功率情況下的整體性能水平與 Nd:YAG 相似。然而,Nd:YVO 不允許像 Nd:YAG 那樣高的脈沖能量,并且激光器壽命持續更短的時間。

    這些可用于金屬(涂層和非涂層)和非金屬,包括塑料。在某些情況下,它甚至可以加工一些陶瓷。Nd:YVO4 晶體與高 NLO 系數晶體(LBO、BBO 或 KTP)相結合,將輸出從近紅外頻移到綠色、藍色甚至紫外線,從而賦予它大量不同的功能。

    由于尺寸相似,釔、釓或镥離子可以用激光活性稀土離子代替,而不會強烈影響產生光束所需的晶格結構。這保留了摻雜材料的高導熱性。



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