在 Yonglihao Machinery，一家领先的公司 原型制作公司, 对于需要几何形状规整、精度可重复且交货速度快的零件，我们采用钣金激光切割工艺。 激光切割服务 它们适用于支架、盖板、外壳和机器框架。它们也适用于许多其他扁平状元件。.
本文将重点解答一个问题：什么是钣金激光切割？我还会解释您应该对它抱有什么样的预期。您将了解到主要的激光器类型和常见的切割模式。我们还将介绍其主要优势、局限性以及一些避免昂贵返工的设计规则。.
什么是钣金激光切割？
金属板材激光切割是一种由数控机床控制的热切割工艺。它利用聚焦激光束沿预设路径熔化或汽化金属，从而将金属板材切割成所需的最终形状。.
实际上，你会得到一个清晰的轮廓和一个很小的切口间隙，称为 切口. 边缘质量取决于材料、材料厚度、辅助气体和机器设置。.
“钣金”部分至关重要。当几何形状主要为二维且材料平坦时，该工艺效果最佳。“数控加工”部分也同样关键。切割路径严格遵循 CAD/CAM 输出，且批次间重复性高。.
金属板材激光切割的工作原理是什么？
激光切割的工作原理是将光能聚焦到一个极小的光斑上。这使得局部能量密度足够高，足以熔化或汽化金属。同时，数控机床的运动控制着这个热点沿着切割线移动。光束经光学元件整形后聚焦成特定尺寸的光斑。这个光斑尺寸控制着能量密度和切割效果。.
辅助气体在实际生产中至关重要。它可以清除切削过程中残留的熔融材料，保护光学元件，并控制氧化和刃口颜色。氮气通常用于最大限度减少氧化的情况。氧气可以加快某些钢材的切削速度，但会改变刃口状态。.
当激光头移动时，该过程会形成切割壁。它还会留下…… 热影响区（HAZ） 靠近边缘处。与其他热处理方法相比，热影响区通常较小。尽管如此，它仍然存在，并且会影响涂层、紧密配合件和可能变形的薄件。.
激光器的主要类型
光纤激光器
光纤激光器是一种固态激光器，它通过光纤传输光束。这种激光器以其高电效率和优异的光束质量而闻名，通常是加工钢材和许多有色金属的最佳选择。它在其他方面也表现出色。 铝、黄铜和铜等反光材料 如果这台机器是为他们设计的。.
光纤通常用于需要高速、稳定质量和较低单件成本的情况。但它在加工某些较厚部件时会受到限制。此外，对于需要特殊边缘处理或极小锥度且无需额外工序的部件，光纤加工也可能存在困难。.
二氧化碳激光器
二氧化碳激光器利用气体放电产生红外光束，长期以来一直是重要的工业切割技术。它广泛用于非金属材料的切割，并且根据机器功率和设置，也能很好地切割某些金属，特别是较薄的金属。.
如果车间也加工非金属材料，那么二氧化碳激光器可能是一个不错的选择。它提供了一个成熟且易于理解的平台。其主要局限性通常在于…… 效率较低 与许多现代光纤系统相比，在反射金属上的性能较弱。.
晶体/固态激光器
晶体激光器或固态激光器，例如Nd:YAG系列激光器，使用掺杂的固体增益介质。它们可以提供适用于特定任务的有用波长和脉冲特性。这些激光器可应用于切割、打标或对光束特性要求较高的特殊工艺。.
在钣金切割领域，这些系统更偏向于“应用导向型”而非通用型。它们可能适用于特殊材料或特殊工艺需求。然而，对于一般用途而言，它们并非总是最具成本效益的解决方案。.
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激光型 |
最擅长 |
典型最佳拟合 |
常见注意事项 |
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纤维 |
速度 + 金属 + 反光处理 |
一般金属切割，混合材料 |
厚度经济效益各不相同；设置也很重要。 |
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二氧化碳 |
成熟的平台，广泛的非金属用途 |
加工非金属和一些薄金属的店铺 |
效率、反射金属的局限性 |
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晶体/固态 |
特殊光束行为/特殊过程 |
具体材料/工艺要求 |
成本/维护方面的权衡各不相同 |
三种常见的金属薄板激光切割模式
熔切（氮气/氩气）
熔切工艺先熔化金属，然后使用惰性气体（通常是氮气）将熔化的金属吹出切口。该工艺可最大限度地减少切缘的氧化。当对切缘外观、涂层附着力或焊接质量有较高要求时，通常是首选工艺。.
这种方法的缺点是需要更高的气体流量，也需要更严格的工艺控制。对于不锈钢和许多铝材加工，如果想要“干净利落的边缘”，熔切通常是首选方法。”
反应式/火焰切割（氧气）
反应切削利用氧气作为辅助气体。氧气通过氧化作用提供化学能。这种反应可以提高某些特定钢材的切削速度。当高产量是首要考虑因素且允许刀刃氧化时，反应切削是一种经济高效的加工方式。.
限制因素在于刃口状况。如果您需要光亮、低氧化刃口，氧气切割可能并非最佳选择。.
热升华切割
升华切割旨在以极少的熔化程度将材料汽化。这可以减少熔渣并改变刃口的特性。对于金属加工而言，升华切割不如熔切或反应切割常见。它通常用于一些特殊情况，在这些情况下，刃口质量比速度更重要。.
这种模式通常需要更精细的加工控制和更高的工艺稳定性。因此，它是一种“仅在必要时使用”的方法，而不是钣金加工的默认方法。.
主要优势和实际局限性
激光切割非常适合制作复杂的二维轮廓。它能提供可重复的几何形状，并且对零件的机械负荷极小。因此，它被广泛用于制作精细轮廓、小半径圆角以及高密度排版，从而更好地利用板材。.
实际应用中的限制主要与物理特性和成本有关，包括厚度、散热和边缘要求。较厚的切割面仍然会呈现锥度。根据所用气体的不同，也可能出现局部变色或氧化现象。薄板如果局部区域热量积聚过多，则可能发生翘曲。.
安全和卫生也至关重要。该工艺会产生金属烟雾、涂料蒸汽和细小颗粒。这些都需要妥善的抽排和严格的操作规程。.
延伸阅读： 激光切割的优点和缺点
提升激光切割零件质量的基本设计技巧
良好的激光切割效果始于CAD文件，而非机器本身。通过控制切割缝隙宽度、间距和热量集中度，您可以降低成本。这也有助于避免出现“为什么尺寸不合适？”之类的意外情况。.
以下是我们检查激光切割零件时使用的一份实用清单：
- 切口计划： 不要假设切割线的宽度为“零”。切缝会影响零件的装配方式，尤其是插槽和卡榫。.
- 遵守最小网页间距/间距要求： 切割间隙要足够大。这有助于避免过热和变形。.
- 避免在厚纸上绘制过小图案： 随着厚度的增加，小孔、尖锐的内角和细桥会变得不稳定。.
- 处理内角： 尽可能采用小半径转弯。这可以减少局部热量积聚和应力集中点。.
- 文字和雕刻： 笔画要足够粗，间距要留出足够的空间。这样可以防止字符粘连或消失。.
- 热量集中： 错开结构并增加减压槽。这对于容易积聚热量的狭长巢穴非常有用。.
结论
如果只能记住一点，那就是：钣金激光切割是一种可控的热去除工艺。光束、聚焦、辅助气体和数控机床的运动共同作用，最终形成理想的切割边缘。根据材料和切割边缘的要求选择合适的激光类型和切割模式。然后，在设计零件时，要充分考虑切缝宽度、间距和热性能。.
在 Yonglihao Machinery，我们认为“激光切割”意味着可预测的结果。当工艺流程与零件设计完全匹配时，这一承诺就能兑现。如果两者不匹配，您仍然可以得到切割好的零件，但可能无法达到您预期的装配精度、表面光洁度或平面度。.
常问问题
哪些材料最适合激光切割钣金？
大多数常见的金属薄板都易于切割。只需根据材料匹配合适的参数和气体即可。钢材通常也比较容易切割。而像铝和铜这类反光金属则需要合适的机器和设置才能确保切割过程稳定。.
激光切割总能留下完美的边缘吗？
不。边缘质量取决于气体选择、材料厚度和工艺调整。如果设置与预期不符，可能会出现氧化色、少量熔渣或锥度。.
什么是切缝？为什么它会影响装配精度？
激光切割切口宽度是指激光去除材料的范围。它会影响零件的最终尺寸。如果在设计槽、凸耳或紧密配合时没有考虑切口宽度，则装配后的零件可能过松或过紧。.
为什么薄零件在激光切割过程中会发生变形？
翘曲通常是由于热输入不均匀和残余应力释放造成的。密集的叠层、长连续切割和细小的连接桥都会导致热量集中，从而使板材偏离其平整的平面。.
我该如何选择氮气辅助还是氧气辅助？
如果想要最大限度减少氧化并获得更干净的边缘，请选择氮气。如果对钢材的加工速度要求较高，且可以接受边缘氧化，则请选择氧气。您的选择取决于后续工序的需求，例如喷漆、焊接或外观美观。.
