壹個
激光模切技術
激光模切技術是將激光束按照軟件中設計的工件圖案聚焦,直接在材料表面完成模切或壓痕效果的切割方式。激光模切技術具有切割精度高、模切產品粗糙度低、模切加工時間短、生產效率高的特點。由於不需要更換模切刀片,還可以實現不同格式工件之間的快速轉換,節省了傳統模切刀片的調整時間,特別適用於薄而不規則工件的加工。
壹個典型的激光模切系統應該包括激光器、掃描系統、控制系統、冷卻系統、惰性氣體保護室、廢料清除系統和反饋系統。激光在模切加工中起著“模切機”的作用,在模切機的所有部件中對最終加工效果的影響最大。目前市場上用於激光加工的激光器主要有YAG激光器、CO2激光器和半導體激光器。最常用的是CO2激光器,其輸出波長可以被非金屬很好地吸收,並且可以產生連續的激光或不連續的激光脈沖。
二
激光雕刻技術
激光雕刻機主要由激光器(提供激光束,包括聚光腔和反射鏡)、聚焦系統(將高功率密度的激光能量集中在小面積上,以達到最佳雕刻效率)、導光系統(改變激光照射方向)、工作臺(用於搬運或移動待雕刻的工件)、控制面板(調節和控制電源和激光器)和水冷系統(調節和控制激光器內的溫度)。因為主要加工非金屬材料,所以CO2激光常用於激光雕刻和模切。為了實現高速點陣雕刻和適度雕刻,激光雕刻大多采用振鏡導光系統。三
激光焊接技術
激光焊接技術主要用於焊接金屬和塑料產品。過去電阻焊技術多用於金屬焊接,但電阻焊存在功耗大、熱影響區大、界面不美觀、可焊材料厚度有限等問題,因此激光焊接技術越來越廣泛地被應用。激光焊接金屬的機理是通過激光照射金屬表面,通過激光與金屬之間的耦合作用,使待焊部位在極短的時間內瞬間熔化甚至氣化,然後冷卻、凝固、結晶形成焊縫。激光焊接可分為兩種:熱傳導焊接和深穿透焊接。前者激光功率密度小,輻射能只作用在金屬表面,下層材料通過熱傳導加熱熔化。深穿透焊接會產生針孔效應,即當輸入激光能量很大,遠大於傳導散熱的速率時,照射區域會在極短的時間內汽化形成針孔,孔內壓力形成動態平衡,使光束直接照射孔底。小孔吸收所有註入的能量熔化孔壁金屬,可以形成特別窄而深的焊縫,而改變焊接參數可以使焊縫熔深在較大範圍內變化,所以在實際中更常用深熔焊。
接下來,討論用於焊接金屬的激光的選擇。YAG激光多用於金屬焊接,因為YAG激光比CO22激光更容易被金屬吸收,受等離子體影響較小,所以焊接操作靈活。但是YAG激光器在工作時容易產生大量的熱損失,使激光腔溫度升高,產生激光熱透鏡效應,從而降低激光功率和能量轉換效率。YLR光纖激光器以光纖為基礎,摻雜不同的稀土離子,具有體積小、成本低、激光功率高、焊接深度和速度更高的優點,優於YAG激光器。
激光焊接金屬的過程幾乎不產生碎屑和廢渣,不需要添加粘合劑。它具有速度快、精度高、熱影響區小、深寬比大、焊縫美觀等優點。易於實現自動化,能產生良好的社會效益和經濟效益。它已成為金屬包裝氣密包裝的主要方式。
對於塑料工件,傳統的塑料焊接主要采用超聲波焊接、摩擦焊接、振動焊接、熱板焊接等技術,但在實際加工中,不僅要考慮其密封性能,還要防止加工過程中的汙染。塑料激光焊接的高精度和非接觸性正好可以滿足這樣的要求。