钣金激光切割概述：工艺、优缺点和应用

切割操作是制造业零件制造的重要方面。金属制造的主要技术之一是钣金激光切割。适用于金属、合金、非金属的切割。

钣金激光切割是一种热切割工艺，涉及工件上的光束（激光）以熔化或汽化材料，直到获得所需的形状。该技术是切割金属板最有效的技术之一。

本文在使用之前为您提供有关激光切割钣金的基本信息。让我们开始吧。

什么是钣金激光切割？

减材制造工艺对于零件制造材料的修改至关重要。钣金激光切割是从工件上切割和去除组件的标准方法之一。该技术涉及使用激光束切割材料。

激光切割技术运行在计算机数控 (CNC) 技术上，这说明了其无可挑剔的精度。在数控切割或激光切割操作之前，操作者必须将详细设计或图案的代码或程序输入计算机。

钣金激光切割工艺

激光切割金属涉及使用激光束熔化金属和合金，从而产生光滑、锋利的切割。激光切割过程由两个同步进行的操作组成。

第一个涉及吸收聚焦激光束的材料 - 导致切割的能量。第二个涉及与激光器同心的切割喷嘴，提供切割所需的工艺气体。这种气体可以保护加工头免受蒸汽和飞溅的影响，并有助于去除切口上的多余部分。

激光切割钣金的方法主要有以下三种。

1。激光束熔融切割

激光束熔融切割工艺使用惰性气体，主要是氮气。低反应工艺气体不断蒸发材料的切割间隙。随着熔融材料的去除，惰性气体可防止切削刃发生氧化，而不会干扰加工过程。

这种激光切割方法适用于切割要求高美观度和较少精加工操作的扁平、薄板铝合金和不锈钢。

2。激光束升华切割

顾名思义，激光束升华切割会蒸发材料。不像其他激光切割工艺那样熔化材料，它们会立即从固体变为气体——升华。

与熔融切割一样，激光束升华切割使用惰性气体将材料的蒸汽吹出切口。因此，尖端没有氧化剂。常用于切割木材、皮革、纺织品等有机材料。

3。激光束火焰切割

激光束火焰切割使用可燃气体——氧气来喷射熔融材料。激光加热工件，在材料熔化后产生自燃。氧气通过氧化（放热反应）为切割过程提供更多能量。

火焰切割是切割低碳钢和易熔材料（如陶瓷）的理想选择。由于气体是氧化剂，此切割过程可能会导致切割表面烧伤。适当优化工艺参数有助于防止毛刺的形成。

用于钣金切割的激光器类型

制造商通常使用三种不同类型的激光器来切割材料。每种激光类型都有不同的特点，最适合切割特定材料。以下是用于切割的三种激光器的概述。

1。光纤激光器

光纤激光切割机使用玻璃纤维进行切割。它们为强大的精确切割产生非常高的功率。该激光器属于由特殊玻璃纤维增​​强的“种子激光器”的固态激光器家族。

这些激光器适用于切割几乎所有材料，从金属到合金，包括木材、玻璃和塑料在内的非金属。除了切割外，它们还适用于退火和雕刻等其他操作。

此外，它们是最耐用的激光器，使用寿命超过 25,000 小时，并且需要较少的维护。

2。二氧化碳激光器

CO2 激光器通过在充满惰性气体混合物（主要是氮气和氦气）的管中运行电流来产生激光束。它们是最常见的激光形式，因为它们效率高、成本效益高，并且可以高速切割多种材料。

然而，与光纤激光器相比，它们产生的切割功率较小。因此，它们不是钣金激光切割的绝佳选择。通常，制造商更喜欢用它们来切割非金属和有机材料，如木材、纸张、亚克力等。

3。晶体激光器（Nd：YAG 或 Nd：YVO）

晶体激光器从 Nd：YAG（掺钕钇铝石榴石）或 Nd：YVO（掺钕原钒酸钇，YVO4）晶体产生光束。不过后者更为常见。

这些晶体产生具有高切割能力的光束。然而，它们价格昂贵且不耐用，半衰期较短，约为 8,000 至 15,000 小时。它们通常用于切割塑料、金属和非金属，包括陶瓷。

钣金激光切割的 7 大优势

让我们来看看激光切割钣金对制造业的好处。

1。高精度和准确度

激光切割非常适合钣金切割，因为它具有极高的精度。这些机器能够以极高的精度和准确性进行复杂的切割。在工业上，激光切割是切割具有严格公差的特定细节的钣金的首选技术。

一些刀具可以进行精确切割，精度高达 0.0005 英寸。这就是为什么它一直是大多数制造公司的支柱。由于激光会熔化金属部件，因此刀具产生的毛刺很少或不会产生。相反，它会留下干净、光滑、锋利的边缘。

2。自动化流程

激光切割由计算机数控 (CNC) 系统运行。一旦技术操作员将程序输入计算机，该过程就会独立运行。因此，它需要较少的人为干扰和整体劳动力。此外，随着切割效率的提高，几乎没有错误余地。

3。损害预防

有一种误解认为激光切割金属会导致翘曲。然而，这是不正确的。激光切割产生的热量只会影响材料的微小部分，不会影响公差。

此外，激光切割过程很快；激光加热并熔化要去除的部分。因此，热量不会显着影响材料的其他部分。在大多数情况下，您的材料不会变形或翘曲。

4。与大多数材料兼容

这种减材制造方法的另一个关键优势是它能够处理多种材料。它可以轻松切割每种材料，无论是铜、铝、不锈钢，甚至是钛。毕竟，它涉及使用非常高温的激光来熔化材料。

5。成本相对较低

事实上，激光切割机很昂贵。但是，与其他数控机床相比，它更具成本效益。此外，它是一台适合所有人的机器——也就是说，一台激光切割机是您所有切割操作的理想选择。您不需要对不同的切割操作进行任何机器修改。

此外，它很耐用。该设备与您正在切割的材料不接触，因此几乎没有或没有摩擦，也没有表面磨损。此外，它没有多个部件，因此维护和维修要求更少。一般来说，与其他常规制造工具相比，使用激光切割机的运营成本会有所降低。

6。高通用性

除了激光切割与大多数材料的兼容性外，该工艺还具有高度的通用性。与其他设备不同，您可以将激光切割机用于多种切割功能，从简单到复杂的切割以及需要严格公差和复杂设计的切割。此功能使其成为大多数行业的绝佳选择。

7。低能耗

事实上，激光切割机在切割过程中需要电力来有效地加热和熔化材料。但是，这种切割技术比其他切割方法更节能。

此外，与其他机器不同，它的运动部件更少，这意味着更少的能源需求。此外，机器的高速意味着快速切割，节省时间和能源。

钣金激光切割的缺点

钣金激光切割的主要缺点包括：

1。需要技术操作员

要有效地使用激光切割机，您需要一位了解其所有功能并能快速发现问题并及时做出适当修正的专家。如果您没有正确设置设备，您可能会损坏您的材料或机器本身。因此，如果您想经营激光切割服务，您需要聘请专业人士。

2。金属厚度的限制

激光切割机与大多数材料，尤其是钣金具有出色的兼容性。但是，在处理厚金属时，您可能会考虑使用其他切割技术。在大多数制造业中，激光切割机切割铝板的最大厚度为 15 毫米，钢的最大厚度为 6 毫米。

3。释放有害烟雾和气体

我们已经确定激光切割涉及使用热量来熔化它切割的材料。当机器熔化每种材料时，它会将有害烟雾和气体释放到环境中。因此，最好在通风良好的房间内使用这些机器。

4。初期投资高

采购高质量激光切割机的成本很高。它超过 2000 美元，几乎是其他切割机（如水射流切割机）价格的两倍。要使用激光切割机开展业务，您必须准备好进行前期投资。

激光切割零件的关键技巧

为满足您的零件激光切割的精度和质量规格，请遵守以下准则。

1。选择合适的材料

材料的选择对于任何制造过程都是必不可少的。您为零件选择的材料取决于最终产品所需的特性。除了铝和锌等金属板外，塑料和其他聚合物也是零件制造的不错选择，具体取决于您的需求。制造商在选择材料时会考虑一些特性，包括柔韧性、延展性、延展性、刚度等。

2。使用创建矢量文件的软件进行设计

激光切割机仅适用于矢量文件。因此，请使用 Adob​​e illustrator 等软件对您的设计进行矢量化处理。这些文件的格式有 .ai、.step、.eps 等。

3。记住切口

切缝是激光束聚焦在工件上时蒸发的材料部分。在设计零件时，您必须将切口考虑到您的设计中。

4。细节不应小于金属厚度

金属厚度是激光切割服务需要考虑的重要因素。金属板越厚，激光穿透的可能性就越小。

5。切割线之间的最小距离

足够的间距对于获得最佳激光切割效果至关重要。钣金激光切割的最小距离应等于材料的厚度。例如，如果要切割 2 毫米的金属板，则应留出 2 毫米的空间。

激光切割零件的应用

以下是激光切割的应用。

1。医疗设备

手推车、床、手术设备、矫形针、棒等都含有激光切割金属。尽管现在许多手术器械都是 3D 打印的，但激光切割是制造它们的首选技术。

2。珠宝生产

大多数珠宝设计都包含复杂的设计，激光切割机可以轻松绘制出来。通常，珠宝首饰是由薄材料设计的。因此，激光切割非常适合珠宝加工。

3。室内设计

激光切割金属板是房间隔板的绝佳选择，有助于改善房间的整体外观并创造更多空间。利用激光切割的精度和制造商的创造力，可以为您的房间提供您想要的定制外观。

4。航空航天工业

由于尺寸精度高，航空航天业是激光切割技术最重要的用户之一。飞机的大部分零件，以及金属探测器、手推车、传送带等其他设备，在制造过程中都会进行一些切割操作。

结论

总之，您应该全面了解钣金激光切割。这是一种先进的制造工艺，用于制造具有高尺寸精度要求的大批量制造和零件。您可以决定是否将该方法应用于您的制造需求。

如果您想与一家确保优质激光切割服务的公司合作，WaKen 的钣金切割服务就是您想要的制造服务。我们是一家通过 ISO 认证的公司，为快速制造和定制生产提供一流的钣金制造服务。无论钣金折弯、冲压、焊接等，我们都能满足您的所有加工需求。

常见问题解答

激光切割机会损坏我的材料吗？

不会。尽管许多人认为激光切割的高温可能会损坏材料。然而，激光切割机是精确的并且以令人难以置信的速度工作，因此光束只会熔化您打算切割的零件。此外，高速意味着您的材料不会长时间暴露在高温下。

我应该为我的钣金零件外包还是购买激光切割机？

激光切割技术对于各种制造操作至关重要。这是一种适用于切割大多数材料，尤其是钣金的高效工艺。

如果您经营小型制造服务，最好将切割操作外包。也就是说，为您的激光切割需求租用服务。它将帮助您降低成本，这些成本可以用于生产的其他方面。联系 Waken 了解您的激光切割和钣金制造需求。

除了激光切割，我还可以为我的项目选择哪些其他工艺？

激光切割并不是工业制造唯一的高精度切割方法。您是否应该选择不使用激光切割机进行制造，或者对如何将形状切割成金属板而产生冲突？以下是根据您的制造要求选择的优秀替代品。

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