切割

激光切割是一种利用高能量密度的激光束对材料进行精准切割的加工技术。它通过激光与材料的相互作用，使材料局部熔化、气化或被高压气体吹除，从而实现将材料按预设形状分离的目的。与传统切割方式（如机械切割、火焰切割）相比，激光切割具有精度高、速度快、适应性强等显著优势，广泛应用于工业制造、广告制作、工艺品加工等领域。

激光切割的基本原理

激光切割的核心是高能量激光束的热作用与材料去除，具体过程可分为以下几步：

1. 激光产生与聚焦：激光器（如 CO₂激光器、光纤激光器）产生特定波长的激光束，经光学镜片（如反射镜、聚焦镜）聚焦后，形成能量密度极高的微小光斑（直径可小至 0.1mm 以下）。

2. 材料吸收与加热：聚焦后的激光束照射到材料表面，材料吸收激光能量并迅速转化为热能，使照射区域温度急剧升高（可达数千摄氏度）。

3. 材料熔化或气化：当温度超过材料的熔点（或沸点）时，材料局部熔化、气化，或形成熔融层。

4. 去除熔融物：同时，通过喷嘴向切割区域喷射高压辅助气体（如氧气、氮气、压缩空气），将熔融的材料吹离切割缝，形成光滑的切口。

整个过程由计算机数控系统（CNC）控制，通过预设的切割路径（如 CAD 设计的图形），激光束或工作台按轨迹移动，最终完成精准切割。

激光切割的主要类型

根据激光与材料作用的机制，常见类型包括：

• 汽化切割：适用于薄金属（如铜、铝）和非金属（如木材、塑料），材料直接被激光气化去除，切口狭窄。

• 熔化切割：适用于中厚金属（如钢板），材料先熔化，再被辅助气体吹除熔融物，效率较高。

• 氧化切割（火焰切割的激光版）：主要用于碳钢，辅助气体为氧气，氧气与材料反应产生额外热量，加速熔化并吹除熔渣，切割速度快。

• 控制断裂切割：适用于脆性材料（如玻璃、陶瓷），激光先在材料表面加热形成应力，再通过冷却使材料沿预设路径断裂，切口平整。

激光切割的特点

• 精度高：切割缝窄（通常 0.1-0.3mm），尺寸误差小（±0.05mm 以内），能切割复杂图案（如精细花纹、小孔、锐角）。

• 速度快：对于薄材料（如 1mm 钢板），切割速度可达数米 / 分钟，远超传统机械切割。

• 切口质量好：切口光滑、无毛刺，热影响区小（材料因高温变形的范围小），减少后续打磨等工序。

• 材料适应性广：可切割金属（钢、铝、铜、钛等）、非金属（木材、塑料、布料、玻璃、陶瓷等），甚至复合材料。

• 柔性高：通过计算机编程即可快速更换切割图案，无需更换模具，适合小批量、个性化生产。

激光切割的应用领域

• 金属加工：汽车制造（切割车身零件、排气管）、钣金加工（制作机箱、机柜）、航空航天（切割钛合金、铝合金部件）等。

• 非金属加工：广告行业（切割亚克力字、PVC 板）、纺织服装（切割布料、皮革，无飞边）、包装行业（切割瓦楞纸、塑料薄膜）。

• 工艺品与装饰：切割木质、水晶、玉石等材料制作摆件、窗花，或在金属板上切割艺术图案。

• 电子行业：切割电路板（PCB）、手机外壳等精密部件，满足微小尺寸和高精度要求。

随着激光器功率提升和控制系统优化，激光切割已从薄材加工向厚材（如数十毫米钢板）拓展，且在智能化（如自动上下料、缺陷检测）方面不断进步，成为现代工业中不可或缺的高效切割技术。