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雷射切割種類不只一種,它能利用不同媒介,產生不同波長的雷射激光,所以用途的範圍、特性與功能都有差異。接下來就讓奕昇團隊告訴你,雷射切割的3大種類以及多達6種的用途,讓你輕鬆就能對雷射切割這項技術有初步認識!
雷射切割機的原理是怎麼運作的?1張圖帶你了解!
LASER這個單字是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,也就是「透過受激輻射產生的光束」的縮寫。Laser是一種人工光源,具有不同於自然光的特性,因此實用化技術被廣泛開發,應用於各種領域中。
簡單來說,雷射切割(Laser Cutting)這項技術,是透過一束經過聚焦後的高功率雷射光來燒熔、燒蝕物體,以對物體進行切割或雕刻。因為雷射光束的能量與密度相當高,而能在材料上產生細緻的缺口,所謂的雷射切割機其實就是一種加熱切割的方式。
在材料加工的領域中要進行雷射切割,需要具備以下3個要素:
- 雷射光:聚焦後的高功率、單光性及強、溫度極高、發散度極低。
- 物質:燃點或熔點較低,例如紙材、木頭、金屬、壓克力、皮革等材質。
- 共振結構:方便操作雷射燈管,讓其與物質作用的設備,例如平面式雷射切割機推薦款。
自從1970年代雷射切割機開始在市面上銷售,雷射切割技術不斷經過改良且進化快速,目前已經是一種在各種生產、加工、學術領域裡常見的應用技術,例如金屬切割、板金、印刷、醫療及製造行業等。
基本上雷射切割種類多元,目前市場上產生雷射的媒介,常見的有3種──氣體雷射源、固體雷射源、半導體雷射源,用媒介物體來命名。你可針對自己的加工需求、物體特性,來選擇適合的雷射切割機推薦款,以下表格會讓大家對雷射切割種類有基本的了解:
1、氣體雷射源
這項雷射切割種類使用的氣體為二氧化碳,波長約10.6μm(紅外線),是目前市場上應用較廣的工業雷射技術。目前世界上功率最高的雷射器就是以二氧化碳氣體為能源,能源的轉化率高達20%,因此高功率的氣體雷射源經常用來做工業用的切割機,而低功率的雷射器常常用來雕刻。此外,由於水在二氧化碳雷射器的頻率極易揮發,所以也常常被使用為雷射嫩膚、磨皮等領域。
2、固體雷射源
以光纖作為雷射媒介,波長為1,080nm,屬於固態雷射(SSL)的一環。它的發振方式是採用雷射二極體當作激發的介質,在玻璃光纖傳遞的同時,光束能量也變強,因此產生光纖雷射。這種雷射切割的傳導過程單純、效率高,且與燈源雷射相比電能消耗率僅1% ,因此成為目前市場上雷射切割技術的主流之一。
因應不同的加工需求,所需雷射光纖的光斑大小、工作光纖直徑、傳導光纖的上位準直鏡都不同,因此選擇適合的聚焦鏡進行聚焦後,就能以最佳的光斑進行加工。
3、半導體雷射源
半導體雷射(Semiconductor laser)在1962年被開發,並於1970年實現室溫下連續發射的理想。後來改良後開發出「雙異質接合型雷射」(Double Heterostructure),這種雷射二極體結構可大幅降低雷射光束逸散率,提高切割強度與效率,是半導體雷射切割種類主要採用的結構。
目前半導體雷射源被廣泛應用於光纖通信、資訊處理、光碟、雷射印表機、雷射掃描器、雷射筆等,是目前生產量最大的雷射器。
延伸閱讀:雷射雕刻參數怎麼設定?3個簡易步驟教你
雷射切割焦痕的產生,有3種可能性要注意!
雷射切割焦痕的產生,對於業主會造成一定的經濟損失,像是會降低商品的美觀性及消耗生產成本等,所以為了要徹底排除問題一再發生,必須先了解發生雷射切割焦痕的原因!相信「預防勝於治療」的道理大家都能理解。就讓奕昇帶你看雷切燒焦的3種可能性,一次掌握操作重點!
1.功率與速度
大部分雷射切割焦痕的原因,是因為已超越材質本身耐熱程度的狀態下發生,而高溫的關鍵來自「雷射功率」與「切割速度」!功率越大,產生的溫度就越高,因此如果切割速度慢,材質單點受熱的時間拉長,自然會有燒焦的可能,所以遇到較厚硬的材質,建議適當調整高功率慢速度的參數設定,如果是較薄的材質,可以調整低功率高速度的模式進行,就能避免雷射切割焦痕的產生。
2.材質特性
雷射切割的操作原理,是以高強度的雷射光束聚焦在物體表面,燒灼出理想的視覺設計,所以針對切割材質的特性必須要有全面的了解,不然可能輕則產生雷射切割焦痕;重則直接燃燒,波及到雷射切割的相關設備,因此提醒在使用紙類、木質類、布料等可燃性較高材質時,都要非常注意切割材質是否適用於目前調整的參數設定,避免造成不必要的損失與意外發生。
3.吹氣功能
雷射切割機的吹氣參數設定有分為強吹氣、弱吹氣、不吹氣三種阻燃與防煙塵功能,以實際操作經驗來看,在材質接觸到高強度雷射光束時,強吹氣能達到最佳的切割效果;弱吹氣就會有明顯的雷射切割焦痕,但不至於會有燃燒的狀況發生。所以有此可知,如果調整不吹氣或吹氣孔故障的話,切割過程中就會很容易產生大量的切割煙塵或燃燒的問題,因此建議每一次操作前,最好先測試雷射切割機功能是否皆可正常運行,才能維持良好的生產品質。
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