钣金激光切割：激光切割金属的基础

减材制造技术是工业零件制造的典型操作。这种技术的一个主要例子是钣金激光切割——一种基本的制造过程。

该过程将激光束聚焦在材料表面以燃烧、蒸发或熔化材料，最终产生所需的结果。由于这是一个精确而准确的过程，它使制造具有复杂细节的组件变得更加容易。

本文是一份综合指南，其中包含您在进行下一次制造工作之前可能需要的有关激光切割的所有必要信息。

是什么 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）切割扁平和薄金属片。该过程由光学和计算机数控 (CNC) 技术指导，这说明了激光切割零件的高精度。

历史 钣金激光切割

激光切割技术已有 60 多年的历史，最早可追溯到 1960 年首次尝试切割金属板。

到 1964 年，CO2 激光器已经用于制造复杂的细节，例如焊接时钟弹簧。激光切割相对于其他切割工艺的自动化和高精度特性，使其在精密制造和大批量生产中被广泛接受。

光纤激光器最早是在 60 年代生产的，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，例如大幅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

在工业制造中，有三种不同形式的激光用于切割材料。每个激光切割机都具有独特的功能，可以将它们与其他激光切割机区分开来。话虽如此，下面是对这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。它们属于使用种子激光器通过特殊玻璃纤维放大光束的固态激光器。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广泛；这可能是他们高功率的原因。它们具有不少于 25,000 小时的长使用寿命，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。

CO 2 激光

CO2 激光器通过在充满混合气体的管子中通电来产生光束。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。 CO2 激光机只能切割木材、亚克力和塑料等非金属。在某些情况下，它们还可以用于钣金激光切割，尤其是铝和其他一些有色金属的薄板。

[你可能想知道光纤激光器和CO2激光器的区别。]

晶体激光器

晶体激光切割机以两种形式存在：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，但其预期寿命约为光纤激光器的一半——8,000 到 15,000 小时。适用于切割有涂层和无涂层的金属、非金属和塑料，甚至在特定情况下的陶瓷。

三个 钣金激光切割 进程

激光切割金属板是涉及使用激光束从金属板上切割出零件的热过程。主要有以下三种切割钣金的方法。

激光束融合切割

熔融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排出。由于使用惰性气体，它可以防止切削刃发生氧化，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。它会引起放热反应，从而增加该过程的总能量输入。该工艺非常适合切割低碳钢以及其他类型的钣金 以及陶瓷等易熔材料。

激光升华切割

升华切割使用激光蒸发熔化较少的材料部分。与熔融切割一样，惰性气体（氮气、氦气或氩气）用作切割气体，可确保切割边缘不含氧化剂。虽然速度很慢，但它可以为高精度切割产生高质量的边缘。

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

光束在激光切割制造中以非常高的精度切割金属。激光熔化和蒸发材料的准确性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在 1 到 3 毫米左右，而激光切割机的切割精度低至 0.003 毫米。

高板材利用率

激光切割机提供了使用大部分制造材料的机会。该技术几乎没有或根本没有浪费空间——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。

极致切割多功能性

激光切割操作非常灵活且用途广泛。单个激光切割机可以很好地用于不同的切割操作，例如简单的切割、具有复杂细节的复杂切割、标记、钻孔甚至雕刻。因此，制造商在此过程中无需不时更换工装。

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。这使他们能够有效地切割材料而不会消耗太多能量。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次。

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。嗯，这是不真实的。激光切割中受热影响的零件很小，制造后不会对特征或组件的公差造成威胁。

的缺点 钣金激光切割

尽管有很多好处，但激光切割金属板也有一些缺点。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进行零件制造。例如，专家将快速检测到可能影响生产过程甚至机器完整性的故障或设置不当。

金属厚度限制

虽然激光切割可以很好地处理各种材料，包括金属板，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 6 毫米的钢。

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大量有害烟雾。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

优质激光切割机的成本很高。一个典型的激光切割机可能要花费大约 3000 美元，是水刀或等离子切割机成本的两倍。从事激光切割服务作为一种商业手段，需要承担较高的初期投资。

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。对于您的激光切割产品设计，您需要遵守以下提示集 .

您的细节不能小于金属厚度

厚度是激光切割操作中必须考虑的重要因素。它与激光的功率直接相关。因此，厚度越高，激光穿透和切割材料的能力就越差。但是，有时增加激光的功率可能会增加切割此类材料的可能性。

记住切口

激光的设计使人们注意到人们所说的切口很重要。切口是激光束撞击激光切割材料时蒸发的材料。它不仅在激光切割中。它在其他减材加工工艺中可见。由于激光束的厚度，会发生切缝激光切割。这是在设计阶段考虑的重要因素。

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，您将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，以消除误差并获得最佳结果。最小间距应等于材料的厚度。例如，在钣金激光切割中，如果钣金为 2 毫米厚，​​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好的结果。如果字母靠得很近，它们可能会重叠，从而导致难以辨认的铭文。

了解上述技巧可能有助于降低钣金制造成本 .

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方法，适用于多种材料。

然而，对于小型制造公司来说，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。但如果您选择聘请服务，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；以下是满足您制造需求的其他高端选择。

电火花加工

EDM，电火花加工，如激光切割，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

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，它们是一种高精度的减材制造工艺。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、激光熔化或烧毁设计形状。

水刀切割

水射流切割是一种使用水或水与磨料的混合物在高压下切割一块材料的制造技术。

下面是水刀切割和激光切割的对比。

• 激光切割机可以雕刻数字或标记，而水刀切割只能切割。
• 两者都适用于切割各种材料。但是，水刀无法切割比激光切割机更厚的材料，最大可达 50 毫米。
• 激光切割具有更好的公差水平，更注重复杂的细节，这使其成为复杂几何形状的更好选择。

打孔

冲压使用冲床从一块材料上切出所需的形状。与其他 CNC 操作一样，冲压是一种高精度的零件制造技术，它也适用于各种材料。然而，冲压并不适合制造具有复杂几何形状的部件。

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件事或多件事。但是，您可以相信 RapidDirect 提供最好的激光切割服务。