减材制造技术是工业零件制造的典型操作。 此类技术的一个主要示例是钣金激光切割——一种必不可少的制造程序。
该过程将激光束聚焦在材料表面，以燃烧、汽化或熔化材料，最终产生预期的结果。 由于这是一个精确而准确的过程，因此可以更轻松地制造具有复杂细节的组件。
本文是一份综合指南，其中包含您在为下一次制造演出冒险前可能需要的有关激光切割的所有必要信息。
各向同性 钣金激光切割?
钣金加工 是主要的工业制造技术之一。 因此，钣金激光切割似乎是首选程序之一。 激光切割制造使用高功率光束（激光）来切割平坦且薄的金属板。 该过程由光学和计算机数控 (CNC) 技术指导，这也是激光切割零件精度高的原因。
历史回顾 钣金激光切割
激光切割技术已经存在 60 多年，其首次尝试切割金属板材可追溯到 1960 年。
到 1964 年，CO2 激光已经用于制造复杂的细节，例如焊接钟表弹簧。 激光切割相对于其他切割工艺的自动化和高精度特性使其被广泛接受用于精密制造和大批量生产。
光纤激光器于 60 年代首次生产，但直到 80 年代后期才进入商业市场。 1990 年代被认为是激光技术的黄金时代——因为它让位于许多高功率激光器，例如大大提高效率和生产力的固态激光器。 到 2000 年代初，激光切割服务现已成为汽车和航空航天等多个行业广泛接受的制造技术。
用于钣金切割的激光器类型
工业制造中用于切割材料的激光器分为三种不同形式。 每台激光切割机都具有与众不同的独特功能。 话虽如此，以下是三种激光切割机的综合总结。
光纤激光器
光纤激光切割机是一些最强大的精密切割设备。 它们属于固体激光器，使用种子激光器用特殊的玻璃纤维放大光束。 它们可有效切割金属、合金和非金属，如玻璃、塑料，甚至木材。 除了简单的切割操作外，它们还适用于金属雕刻和退火。
光纤激光切口比其他切口更宽； 这可能是他们强大的原因。 它们拥有不少于 25,000 小时的使用寿命，因此需要较少的维护。 它们产生一些最强和最稳定的光束。 但是，它们最适合厚度小于 20 毫米的材料。
CO2 激光器
CO2 激光通过充满混合气体的管子通电产生光束。 气体混合物主要包含二氧化碳和惰性气体——氦气和氮气，这是激光最常见的形式。
然而，与光纤激光器相比，它们的效力较低。 一氧化碳2 激光机只能 切割非金属，如木材、亚克力和塑料。 在某些情况下，它们还可以用于钣金激光切割，尤其是薄铝板和其他一些有色金属。
[你可能想知道 光纤激光器和 CO2 激光器之间的区别.]
水晶激光器
晶体激光切割机有两种形式：Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）和 Me:YVO（掺钕原钒酸钇，YVO4）晶体。 两者都是令人难以置信的高功率切割设备。 然而，它们非常昂贵，但预期寿命只有光纤激光器的一半——8,000 到 15,000 小时。 它们适用于在特定情况下切割涂层和未涂层金属、非金属和塑料，甚至陶瓷。
三种 钣金激光切割 流程
激光切割钣金是涉及使用激光束从金属板上切下碎片的热过程。 主要有三种切割钣金的方法。
激光束融合切割
熔化切割使用惰性切割气体（通常是氮气或氩气）将熔融材料从割炬中推出。 由于使用惰性气体，它可以防止切削刃处的氧化，而不会与工艺发生反应。 该工艺适用于平板和薄板，以及材料必须满足高视觉要求和较少后处理需求的情况。
激光束火焰切割
火焰切割使用氧气排出熔融材料。 它引起放热反应，导致过程的总能量输入增加。 该工艺非常适合切割低碳钢等 钣金的种类 和陶瓷等易熔材料。
激光束升华切割
升华切割使用激光蒸发较少熔化的材料部分。 与熔化切割一样，惰性气体——氮气、氦气或氩气用作切割气体，确保切割边缘不含氧化剂。 虽然它很慢，但它可以产生用于高精度切割的顶级质量边缘。
的优点 钣金激光切割
以下是这种制造技术的五个关键优势。
高精度切割
在激光切割制造中，光束以非常高的精度切割金属。 激光熔化和蒸发材料的准确度和精度是许多其他切割方法无法比拟的。 一些模切工具的公差水平约为 1 至 3 毫米，而激光切割机的切割精度低至 0.003 毫米。
纸张利用率高
激光切割机提供了使用大部分制造材料的机会。 该技术几乎没有或没有浪费空间——机器最大限度地增加了任何金属板的可用零件数量。 因此，不用担心提供多余的材料； 您可以购买确切的数量，知道它就足够了。
极端的切割多功能性
激光切割操作非常灵活且用途广泛。 一台激光切割机适用于不同的切割操作，例如简单切割、具有复杂细节的复杂切割、标记、钻孔甚至雕刻。 因此，制造商不需要在过程中不时更换模具。
低功耗
与其他一些切割机不同，激光切割机不需要移动设备的不同部分。 这使他们能够在不消耗太多能量的情况下有效地切割材料块。 虽然激光切割机可以使用 10kW 的能量，但大多数其他程序最多可以使用五倍的能量。
很少或没有损坏
也许您认为激光切割中的材料受热可能会导致零件翘曲或变形甚至完全损坏。 好吧，这是不正确的。 激光切割中受热影响的部件很小，不会对制造后的特征或部件的公差构成威胁。
缺点 钣金激光切割
尽管有很多好处，但激光切割金属板有一些缺点。 让我们讨论一下。
需要专业操作员
为了最好地利用您的激光切割机，您可能需要聘请专业人员来操作机器来制造零件。 例如，专家将快速检测到可能影响生产流程甚至机器完整性的故障或不当设置。
金属厚度的限制
虽然激光切割可以很好地处理包括金属板在内的多种材料，但建议在处理厚金属时使用其他切割程序。 典型的激光切割机非常适合切割最大厚度为 15 毫米的铝板和最大厚度为 6 毫米的钢材。
有害气体
当激光切割机熔化和蒸发材料时，它们在切割塑料时会释放出大量有害气体。 因此，在通风良好的房间或安全的工作环境中进行激光切割至关重要。
高初始投资
顶级激光切割机的成本很高。 一台典型的激光切割机的成本约为 3000 美元，是水刀或等离子切割机成本的两倍。 以从事激光切割服务为经营手段，需要承担高额的初期投资。
激光切割零件的设计技巧
为您的零件有效和高效地使用激光切割服务。 您需要遵守以下几组提示 激光切割产品设计.
你的细节不能小于金属厚度
厚度是您在激光切割操作中必须考虑的一个重要因素。 它直接关系到激光的功率。 因此，厚度越大，激光穿透和切割材料的能力越差。 然而，有时增加激光的功率可能会增加切割此类材料的可能性。
记住割缝
激光器的设计使得注意人们所说的 Kerf 变得很重要。 切口是激光束撞击激光切割材料时蒸发的材料。 它不仅适用于激光切割。 它在其他减材加工工艺中可见。 由于激光束的厚度，会出现切口激光切割。 在设计阶段要考虑的重要因素。
选择合适的材料
正确的材料是激光切割操作之前需要注意的最重要的事情。 选择材料取决于您希望最终产品具有的特性。 例如，材料在刚性、半透明性和柔韧性方面具有不同的特性。 在 Rapid Direct，您可以接触到不同的钣金激光切割、塑料、纸张等。
间距很重要
间距在激光切割中非常重要，可以消除错误并获得最佳结果。 最小间距应等于材料的厚度。 例如，在钣金激光切割中，如果钣金厚度为 2 毫米，则两条路径之间的间距为 2 毫米。 如果您正在研究不同的激光切割钣金设计，这一点也很重要。
将文本转换为锚点和曲线
并非所有的激光操作都需要文本切割。 但是，如果您需要合并文本，则应将文本字母隔开并以大格式书写。 这是为了更顺畅的操作和最佳结果。 如果字母靠得很近，它们可能会重叠，导致铭文难以辨认。
了解上述提示可能有助于减少 钣金制造成本.
我应该投资激光切割机还是选择服务
从简单的设备制造到大型公司（如航空航天和汽车行业），激光切割服务对于各种制造业务都至关重要。 该技术是一种有效且高效的程序，适用于大量材料。
然而，对于小型制造公司而言，明智的选择是选择服务而不是投资机器，因为这是节省成本并为客户提供质量的绝佳方式。 但是，如果资金充足，投资激光切割机可能会带来高额利润，因为该设备具有众多优势。
无论如何，选择完全取决于制造商。 但如果您选择租用服务，请联系 RapidDirect——提供钣金激光切割服务的专家。
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激光切割的替代品
也许您不想使用激光切割并且不确定如何从金属板上切割出形状； 以下是满足您的制造需求的其他高端选项。
EDM
电火花加工, 放电加工与激光切割一样，使用热能去除材料碎片。 它使用放电（火花）从材料中切割出所需的形状。 与激光切割相比，EDM 可产生更好的表面光洁度和更少的热影响区。 此外，它还适用于切割硬化材料。
数控铣床
CNC 铣削涉及使用高速旋转刀具对材料进行成型。 铣削操作在金属、合金和非金属中运行良好。 与激光切割一样，它们是一种高精度减材制造工艺。 这两种工艺的主要区别在于，铣削使用切削工具——旋转刀具来雕刻或塑造设计，而激光切割使用光束、激光熔化或烧出设计形状。
水刀切割
水射流切割是一种制造技术，涉及在高压下使用水或水与磨料的混合物来切割一块材料。
下面是两者之间的比较 水射流切割和激光切割.
- 激光切割机可以雕刻数字或标记，而水刀切割只能切割。
- 两者都适用于切割范围广泛的材料。 然而，水刀无法切割比激光切割机更厚的材料，厚度可达 50 毫米。
- 激光切割具有更好的公差水平，更注重复杂的细节，这使得它们成为复杂几何形状的更好选择。
冲孔
冲压使用冲床从一块材料上切割出所需的形状。 与其他 CNC 操作一样，冲压是一种用于零件制造的高精度技术，它也适用于范围广泛的材料。 然而，冲压对于制造具有复杂几何形状的部件来说并不理想。
结论
激光切割是一种用于切割材料的快速成型技术。 本文介绍了该操作、它的历史、类型以及您可能知道的其他内容。 我们相信您已经了解了有关激光切割的一项或多项知识。 但是，您可以相信我们 RapidDirect 提供最好的激光切割服务。
