在钣金加工中切割金属时,使用激光的情况不少。另外近年来使用激光来加工纸或木材的设备也在增多。这次就激光加工进行一下说明。
什么是激光加工?
激光是一种直行性非常高的光。想象一下激光笔就很容易理解,其特点是不会像灯光那样发散传播。
提高激光的能量时,被激光照射的部位会发热。就如同用凸透镜汇聚阳光可以使纸燃烧那样。激光加工机是使用激光的热量切割金属、木材、树脂等,进行各种各样的加工。
激光加工机擅长加工复杂形状和精细加工。另外由于它与切削和磨削等不同,不施加物理性的力,因此不会发生伴随加工的变形。此外由于热量仅集中被加工物的一个点上,因此还具有伴随加工的热变形较小的特点。
一方面即使是在通常金属加工中难以加工的高硬度材料,它也能够加工,而另一方面还有难以加工如纯铝那样反射率较高的材料的特点。
激光加工机的三个功能
激光加工机大致分为3个功能。
• 切断
• 焊接
• 彫刻(刻印、标记号)
在钣金加工中应用最多的是切断。利用激光的热量灼烧(熔化)材料进行切割。即使是在木材加工和纸加工中也在频繁利用激光加工机来进行切断。基本上是针对薄板状材料进行激光加工。切断形状能够利用程序设定,能够从1张板上不浪费地切割下材料,并可以迅速地切割非常精细的形状。由于不需要冲裁模具,因此也适合少量多品种生产。
激光焊接是利用激光局部熔化金属进行焊接。与以往那样的气体焊接和电弧焊接相比,能够在短时间内较深地熔化金属,使之牢固地结合在一起。另外由于热量集中在一点,因此还具有整个材料的热变形等较小、伴随焊接而产生的变形也较小的特点。另一方面,与其他焊接方法相比,存在着焊机本身的价格往往较高的问题。
还有一种方法是使用激光仅熔化材料表面、通过加热改变颜色或薄切。这就是雕刻(刻印、标记号)。作为激光雕刻不仅可以绘制各种图案,还可以进行“后加工”的划线(标记号),刻印零件和设备批号、制造编号、标记等。特点是不需要雕刻底版和刻印的模型,能够直接基于数据快速地进行刻印。
激光加工机的种类、对应材料
在激光加工机中主要使用如下三种激光。我们将激光种类、对应材料、加工汇总如下。
• CO2激光
它是使用二氧化碳发出激光的机型。
非常广泛地应用在切断金属、开孔、切断和刻印纸张或木材等领域。是目前应用最多的加工机。
• YAG激光
它是使用钇和铝的复合氧化物(Yttrium Aluminum Garnet)晶体发出激光的加工机。
除了刻印金属和树脂外,还用于焊接金属。与CO2激光加工机相比价格昂贵。
• 光纤激光
使用光纤发出激光。与其他激光相比,特点是能够精细、精准定位进行加工。
通常用于一般难以实施激光加工的铝和铜的切断、焊接、标记号。
总结
激光加工机用于钣金加工中的切割金属。另外,还可以焊接金属板,进行刻印。此外根据激光的种类和加工机不同,还应用于各种领域,例如也能够对树脂、纸、木材进行切断或雕刻等。