钣金激光切割:技术与见解

金属板激光切割

工业制造通常采用减材制造工艺来制造产品。钣金激光切割是关键的生产步骤,也是此类工艺的典型示例。该工艺将激光束聚焦在材料表面,然后使其燃烧、汽化或熔化,最终达到预期效果。

由于激光切割是一项精密技术,它简化了复杂部件的制造难度。Yonglihao Machinery 可以为您提供高质量的 金属激光切割服务。继续阅读以了解有关钣金激光切割的知识。

目录

什么是钣金激光切割?

钣金加工是最常见的工业制造工艺之一。因此,钣金激光切割似乎是最流行的方法之一。激光切割使用高功率光束(激光)切割扁平薄板。该过程由光学和计算机数控 (CNC) 技术引导。因此,激光切割零件具有高精度。

金属板激光切割的历史

激光切割技术已发展超过60年。首次尝试切割金属板材可追溯至1960年。到1964年,二氧化碳激光器已开始用于焊接钟表弹簧等精密加工。与其他切割方法相比,激光切割具有自动化和高精度的优势。这使得它在精密制造和批量生产中广受欢迎。

光纤激光器最初于20世纪60年代问世,但直到20世纪80年代末才实现商业化。20世纪90年代被公认为激光技术的黄金时代,因为当时涌现出各种高功率激光器,例如固体激光器,从而大大提高了效率和产量。到21世纪初,激光切割服务已成为汽车和航空航天等各行各业广泛接受的制造技术。

钣金激光切割工艺

钣金切割激光器的类型

工业制造中用于切割材料的激光器有三种类型。每种激光切割机都有其独特的特性,使其区别于其他类型。因此,以下是对这三种激光切割机的完整概述。

光纤激光器

光纤激光切割设备是最强大的精密切割仪器之一。它们是一种固态激光器,利用种子激光通过特定的玻璃纤维放大光束。它们能够有效切割金属、合金以及玻璃、塑料和木材等非金属材料。除了简单的切割作业外,它们还适用于金属雕刻和退火。

由于功率更高,光纤激光器的切口比其他激光器更大。它们的使用寿命至少可达 25,000 小时,因此维护需求更低。它们能够产生最耐用、最坚固的光束。然而,它们最适合切割厚度小于 20 毫米的材料。

二氧化碳激光器

CO2激光器通过电流通过装有混合气体的管子产生光束。混合气体主要由二氧化碳和稀有气体组成。其中,氦气和氮气是激光器中最常用的气体。

然而,它们的功率不如光纤激光器。CO₂ 激光器只能切割木材、亚克力和塑料等非金属材料。在某些情况下,它们也可用于金属板的激光切割。例如,薄铝板和其他有色金属。

晶体激光器

晶体激光切割机有两种类型:Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石)和Me:YVO(掺钕钒酸钇,YVO4)晶体。这两种切割机都非常强大。然而,它们价格昂贵,寿命仅为光纤激光器的一半(8,000 至 15,000 小时)。它们可以切割涂层和未涂层的金属、非金属以及聚合物。此外,晶体激光器在特定条件下还可以切割陶瓷。

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三种钣金激光切割工艺

激光切割金属板是一种利用激光束切割金属板部分的热加工工艺。切割金属板主要有三种方法。

激光束熔化切割

熔化切割采用惰性切割气体(通常为氮气或氩气)推动熔融材料从切割炬中喷出。使用惰性气体可避免切割刃口氧化,且不会干扰切割过程。该工艺适用于切割扁平薄板,以及那些必须满足高视觉标准且后期处理要求极低的材料。

激光火焰切割

在激光火焰切割过程中,熔融材料通过氧气排出。这会产生放热反应,从而增加操作的总能量输入。该方法适用于切割低碳钢和其他金属板材,以及陶瓷等易熔材料。

激光束升华切割

这种激光切割利用激光将材料中熔化程度较低的部分气化。与熔化切割类似,切割气体采用氮气、氦气或氩气等惰性气体,以确保切割边缘不含氧化剂。虽然速度较慢,但能产生高质量的边缘,从而实现精准切割。

金属板激光切割

钣金激光切割的优势

这种生产方法有以下五大显著优势:

高精度切割

激光切割制造利用光束以极高的精度切割金属。激光熔化并蒸发材料,其精度和精确度比许多传统切割工艺更高。一些模切设备的公差水平为 1 至 3 毫米。然而,激光切割机的切割精度可以低至 0.003 毫米。

高纸张利用率

激光切割机能够充分利用制造材料,几乎不会造成浪费。因为机器能够最大限度地增加金属板材上的可用零件数量。因此,您无需担心材料过剩。您可以购买适量的材料,确保材料充足。

极致切割多功能性

激光切割工艺适应性极强,用途广泛。一台激光切割机即可完成各种切割任务,例如简单的切割、精细的切割、标记、钻孔和雕刻。因此,制造商无需在生产过程中定期更换工具。

低功耗

与某些其他切割设备相比,激光切割机无需移动设备的各个部分。这使得它们能够高效地切割大块材料,而无需消耗过多能量。虽然激光切割机的运行功率可达 10 千瓦,但大多数其他操作所需的功率可能是该功率的五倍。

几乎没有损害

或许您认为,在激光切割过程中,材料暴露在高温下会导致翘曲、变形,甚至彻底损坏。其实不然。激光切割过程中受热影响的部件很小,对后续加工的特征或部件公差几乎不构成任何影响。

钣金激光切割的缺点

尽管激光切割金属板有很多优点,但也存在一些缺点。让我们来探讨一下。

需要专业操作员

为了充分利用您的激光切割机,您可能需要聘请一位专家来操作机器进行零件生产。例如,专家能够快速发现可能危及生产流程甚至机器完整性的错误或不正确的设置。

金属厚度的限制

虽然激光切割适用于多种材料,包括金属板材。然而,处理厚金属时最好使用其他切割方法。典型的激光切割机最适合切割最大厚度为 15 毫米的铝板和厚度为 6 毫米的钢板。

有害气体

激光切割机切割塑料时会释放大量有害气体。这是因为它们会熔化并蒸发塑料物质。因此,在通风良好的区域或安全的工作环境中进行激光切割至关重要。

初始投资高

顶级激光切割机价格不菲。一台基础款激光切割机的价格约为$3000,是水刀或等离子切割机的两倍。因此,从事激光切割服务需要一笔不小的初始投入。

激光切割零件的设计技巧

为了有效、高效地使用激光切割服务,您在设计激光切割产品时必须遵循以下提示。

待切割的金属不应太厚。

厚度是激光切割操作中需要考虑的一个重要因素。它与激光的功率直接相关。因此,随着厚度的增加,激光穿透和切割材料的能力会下降。然而,提高激光的功率可能会提高切割此类材料的可能性。

记住切口

激光器的设计需要考虑所谓的“切口”。切口是指激光束照射到激光切割材料时蒸发的物质。它不仅存在于激光切割中,也出现在其他减材加工工艺中。激光切割的切口是由激光束的厚度引起的。因此,在整个设计阶段考虑这一点至关重要。

选择合适的材料

进行激光切割操作前,最关键的考虑因素是选择合适的材料。材料的选择取决于成品所需的属性。材料的硬度、透明度和弹性等特性各不相同。Yonglihao Machinery 提供多种金属板、塑料和纸张的激光切割选项。

间距很重要

为了消除误差并获得最佳效果,激光切割需要精确的间距。最小间隙应等于材料厚度。例如,在钣金激光切割中,如果钣金厚度为 2 毫米,则两条路径之间的距离应为 2 毫米。如果您计划进行各种激光切割钣金设计,这一点尤为重要。

将文本转换为锚点和曲线

并非所有激光操作都涉及文本切割。如果必须包含文本,请确保字母间距足够大,并使用大字体。这样可以确保操作更流畅,并获得最佳效果。如果字母间距过近,它们可能会重叠,导致铭文难以辨认。

我应该投资激光切割机还是选择服务?

激光切割服务对各种工业流程都至关重要。无论是小型设备制造,还是航空航天和汽车等大型组织,都离不开激光切割服务。该技术是一种非常成功且高效的工艺,可用于各种材料。

然而,对于小型制造企业来说,明智的选择是选择服务,而不是投资机器。因为这是一种既省钱又能为客户提供高质量服务的绝佳方法。但是,如果资金充裕,投资激光切割设备可能非常划算。因为该设备具有诸多优势。

无论如何,选择权完全取决于生产商。如果您决定聘请服务,请联系 Yonglihao Machinery。Yonglihao Machinery 可以为您提供高质量的激光切割服务。

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为什么选择 Yonglihao Machinery?

您是否正在寻找一家能够提供高质量激光切割服务的公司?那么 Yonglihao Machinery 正是满足您制造需求的理想解决方案。

我们是一家信誉卓著的公司,提供快速原型和定制生产的钣金加工服务。我们保证提供高质量的钣金激光切割服务。此外,我们还可以根据您的需求,提供经济高效的按需解决方案。

我们还提供小批量原型和大规模生产。选择 Yonglihao Machinery,您可以放心,您的产品将不会遇到钣金加工问题。尤其是在处理细节复杂的独特产品时。此外,我们提供一流的 数控系统 服务、3D打印和 压铸服务.

激光切割的替代方案

如果您不想使用激光切割,又不确定如何从金属板上切割出形状,那么这里有一些高端替代方案,可以满足您的生产需求。

电子舞曲

线切割 电火花加工的工作原理与激光切割类似。这是因为它也利用热量去除材料。它利用放电(火花)将材料切割成所需的形状。与激光切割相比,电火花加工可产生更光滑的表面,且热影响区更小。它也可以用来切割坚硬的材料。

数控铣削

数控铣削 使用高速旋转刀具对材料进行成型。铣削操作适用于金属、合金和非金属。铣削是一种高精度减材制造技术,类似于激光切割。两种方法的主要区别在于,铣削使用切削工具(旋转刀具)来雕刻或塑造图案。激光切割使用光束熔化或烧蚀图案形状。

等离子切割

等离子切割是一种利用热离子气流切割金属板的工艺。电火花在压缩气体(例如空气、氢气或氩气)中产生大量热量,导致原子移动。然后,分子不断相互碰撞,最终从气体中分离出来。 与激光切割机相比, 等离子切割机可以切割更厚的金属。

结论

激光切割是一种用于快速成型切割材料的技术。本页讨论了激光切割的操作、历史、几种类型以及其他您可能熟悉的信息。我们相信您已经对激光切割有所了解。不过,您可以信赖 Yonglihao Machinery 提供最佳的激光切割服务。

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