激光加工技術發展概況及應用

　　激光加工技術作為一項*一直是國家重點支持和推動的，在國家制定中長期發展規劃時，也將激光加工列為關鍵支撐技術，這就給激光加工技術應用帶來的發展機遇。但是目前國內激光加工系統仍存在很大差距，如激光加工系統缺失；主力激光器不過關；微細激光加工裝備缺口較大等一系列行業問題亟待改善。

　　我國激光加工技術的發展情況

　　我國在激光加工技術方面發展非常快，從20世紀70年代起就開展了紅寶石激光打孔研究和生產。到了80年代，由于我國YAG激光晶體研究較早，較好，從當時用于激光焊接、打孔的YAG激光加工設備用于生產現場，到目前有數百上千臺激光焊接、打孔、打標等中小功率的激光加工設備在應用。

　　中小功率的CO2激光切割設備應用，也是從70年代中期到80年代初開始至今應用越來越廣，由于數字化的發展，激光矢量化英、漢、圖形軟件的成熟，該項技術發展更快，廣泛地應用廣告揭示工程、裝飾、裝潢方面和工業加工制造業。

　　大功率CO2激光器是70年代末80年代初開始研究。應用在焊接、熱處理等領域得到了越來越廣的應用。而大功率激光器1000W～4000W左右的低階模、高光束質量、圓偏振態的激光加工機的完善，從“七五”期間至今在激光切割方面有了飛速的發展。加之一些*國家的成套激光加工設備大量進入我國，和我國的一些公司生產的激光加工機床大部分都在數億元年產值的水平的發展中。由于大功率CO2激光器整體的科技含量很高，尤其是用于切割的高功率低階模的激光器主要是進口的，但是我國在激光加工激光制造方面已經有成千上萬臺套在運行，今后將會有更高更快的發展，將會向*國家的水平趕超。在大功率激光切割之外，還有激光的微加工、微調、激光表面強化、合金化、激光熔覆技術也會得到快速發展。激光、光電子將會成為產業化發展，中國會形成數個“光谷”。

　　激光技術的應用

　　20世紀80年代工業用激光系統的開發研制標志著材料加工革命的開始。具有高功率密度的激光光束能在一眨眼的功夫內融化任何材料，并無需接觸工件或在工件上施加任何外力。這不僅實現了高加工速度，同時還將工件扭曲現象降至zui低并減少了磨損量。今天，激光已成為主要用于切割、焊接和打標的通用工具。而TRUMPF無疑是生產用于此類加工的工業激光機床的世界之一。

　　激光切割：聚焦的激光束能切穿厚金屬板，甚至能切割自然界zui硬的材料——鉆石，就如同裁剪紡織品，切割玻璃和木料一樣容易。

　　激光束被證明為*的切割工具，并有以下幾項重要優點：加工中不向工件施加任何外力、受熱影響區非常小；不論材料厚薄，都能進行高精度和高速度的任意輪廓切割，并具有出色的邊口質量和狹窄切口。

　　激光焊接：高功率密度的聚焦激光光束能實現傳統技術所無法達到的焊接應用。高質量的焊接光束與高加工速度的結合產生了的生產力與效率。

　　極低的磨損率和高正常運作時間也是激光系統的主要優點之一。激光焊接技術的其他優點包括：高穿透度、優良的寬深比例以及無氧化作用和氣密焊接。

　　激光鉆孔：激光鉆孔的特點包括：短脈沖寬度、快速的性能提高與高脈沖頻率、以及高脈沖間的穩定性。

　　這能保證加工材料迅速由融化狀態轉為氣化狀態，同時zui大限度地縮小受熱影響區。在鉆孔操作中，這意味著熔融物在壓力下能被有效地從孔中清除。出色的光束質量可用于切割細至50μm的細縫，鉆孔深度可深達 25 mm。

　　激光模具修復：固體脈沖激光器的激光焊接功能顯著地擴展了工具和模具修復的工藝限制。激光能將高能量光束地定位在直徑為0.2～0.8mm （0.0078～0.031in）的點上。這樣形成了異常小的焊接帶。激光脈沖寬度為20ms.有經驗的操作員通常使用大約每秒10個脈沖的頻率。

　　有了激光器，死角處（例如內邊）的修補工作變為可能。因此，激光器完夠修復正常情況下不可能修復的設備。

　　激光切割的應用領域

　　激光切割是當前各國應用zui多的激光加工技術，在國外許多領域，例如，汽車制造業和機床制造業都采用激光切割進行鈑金零部件的加工。隨著大功率激光器光束質量的不斷提高，激光切割的加工對象范圍之廣，幾乎包括了所有的金屬和非金屬材料。例如，可以利用激光對高硬度、高脆性、高熔點的金屬材料進行形狀復雜的三維立體零件切割，這也正是激光切割的優勢所在。譬如在電梯行業，以及轎頂裝潢中的金屬切割和打孔，電梯箱側壁和內壁的焊接，電梯零部件、呼梯盒都可以用到激光切割及焊接。此外，大功率切割設備可以廣泛應用于鋼鐵冶金、汽車制造、石油化工、軍工等行業。大功率的激光焊接設備還可以用于各種軋輥、輥道、鋸片等所有磨損型大宗消耗件的激光硬化處理，能較大地提高備件使用壽命，降低備件消耗，提高設備作業率，所以說市場有需求才會有發展，這是前提。小功率激光普及率高，但是應用門檻很低，如商品標志的打標，激光可以打標但是使用標簽也可以一樣可以起到這種功能，它并不是不可以取代的。所以，我認為企業的技術含量決定了企業的實力與前途，特別是以激光為主的企業。

　　從現今人們所掌握的各種切割技術來看，激光切割技術無疑是的切割方法。除了上面所述的特點外，激光切割還具有噪聲小、無污染等優點。隨著人們環保意識的不斷增強，加之激光源制造成本的下降，這樣激光切割技術優勢更為突出。利用激光切割技術替傳統加工方法將成為今后發展的趨勢。

　　激光切割的發展趨勢

　　我認為激光切割zui主要的發展方向是追求、節能。

　　因為用于切割的激光功率不會無限上升，所以主要是如何在現有功率范圍內，如何提高其加工效率。百超在這方面也是創新的*。例如其飛行穿孔，已經實現8mm鋼板的零秒穿孔技術，因此加工效率就得到了提高。此外，百超25mm以下的可控脈沖穿孔技術，也減少了用戶的加工時間，提高了效率，減少熱變形，給客戶帶來豐厚回報。因為縮短了加工時間，就會減少客戶的運行成本，就會更快的收回投資，這就體現了。另一方面，由于可以取代傳統的加工工藝，比如沖剪工藝，傳統認為沖剪工藝用模具可達高速，但是的激光切割同樣可以做到這點，所以會加速取代沖剪工藝，還有就是會取代切割消耗成本高的精細等離子切割工藝。另外一種的發展趨勢就是有可能會研發出新的激光光源，這也是新的研發方向。目前這種技術已經存在，但是非常昂貴，還沒有應用于工業領域，但這也是激光切割技術潛在的發展方向。

　　現在大家都在追求節能環保，都在尋求不同的激光產生方式。因為電能轉化為光能的效率是很低的，如果在這方面有所突破的話，也可以大大節省用戶的運行成本。畢竟電費越來越貴，越是工業化的國家電費越貴，而且發電資源也是有限的，所以這個需求會越來越大，因此在節能這方面還是大有作為的。百超*地掌握直流和射頻二種技術，為客戶提供*解決方案。

　　此外，激光切割的應用領域非常廣泛，紡織機械、機車車輛、電器開關、電梯、工程機械、食品機械、航空航天等行業都會是用到激光切割技術。

　　今后激光切割的應用也會朝大臺面、大功率的方向發展。在這方面上走得比較快，而國內正在慢慢趕上。另外操作過程更方便、更直觀也是其發展方向，當然這也跟CNC控制系統和軟件密切相關。

　　攜手走向世界

　　曾幾何時，進口激光切割機昂貴的價格，讓人既愛又恨，使激光切割機成為一些大型鈑金加工企業方可問津的加工系統。自2004年以來，在以上海團結普瑞瑪、武漢華工法利萊、深圳大族激光為代表的一批國內激光系統制造商的努力下，中國自行生產的激光切割系統進入了高速發展期并形成了市場的主流，且從2006年開始逐步進入市場。國產激光切割系統能夠獲得如此高的發展速度和廣泛認同，以下因素起了關鍵作用：

　　首先，基于合作，發展適合中國市場需要的入門級機型。上海團結普瑞瑪合資意大利Prima，武漢華工法利萊購買澳大利亞Laserlab，這些合作，將的激光切割系統集成技術和加工工藝導入進來，并針對中國市場開發出了高穩定、高靈活、低成本的入門級機型。

　　其次，攜手Rofin第三代高品質CO2激光器成就國產激光切割系統的高美譽度。在主流激光切割系統制造商的推動下，德國Rofin公司生產的CO2 板條激光器由于的光束品質，長時間運行的高穩定性和極低的運行成本，迅速成為了zui終用戶選擇激光切割機的激光器，同時成就了國產激光切割系統的高穩定度、高美譽度。

　　zui后，種類齊全，滿足中國寬泛的市場應用。從模切板、薄鈑金、中厚板的二維激光切割機床，到管材、甚至復雜的三維工件五軸聯動激光切割機床，國產的激光切割機幾乎涵蓋了市場應用的方方面面。合理的價位，多種可供選擇的機型，不同加工要求的用戶有了一個寬泛的產品選擇空間。同時，直線電機技術的應用，中國主流的激光切割機床制造廠商，正在日益成為高性能價格比激光切割機床的*制造商。

　　我們作為中國激光切割機床發展的參與者、推動者，也正在見證著中國的激光切割機床走向世界！

　　激光切割是當前世界上*的切割工藝。它的zui大優點是由于激光光斑小，能量集中，所以切割的割縫小、無掛渣、幾乎沒有熱變形，切割面光潔度高。激光切割關鍵在激光源。切割厚度大小、切割質量優劣、切割穩定性如何等都取決于激光源的性能。通用的CO2工業激光源是用電場或高頻振蕩迫使密封在容器內的混合氣體處于激發狀態，并產生受激輻射的單色光，此種光輻射在反射鏡及反射透射鏡之間往復反射，等積聚到足夠能量后由輸出透鏡射出。這種激光源電極距離工件遠且電極裝在激光束之中。電極易燒損，載流氣體消耗大，激光波長有干擾。工作電壓高（約10～25kV）形成操作上的不安全。激光源體積較大、維修比較復雜，易損件的消耗大。目前比較*的是用高頻諧振方式激發混合氣體的激光源，這種激光源電極距離工件近且電極裝在激光束之外。與通用的 CO2工業激光源相比電極幾乎沒有燒損，載流氣體消耗少，激光波長不受干擾。工作電壓低（約l～1.2kV），操作十分安全。激光器體積小，維修簡單。激光切割由于速度快、精度高，必須由微機控制的高速切割機來配合。