激光切割加工技術(shù)是一種新型的、替代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝的加工技術(shù)。這種技術(shù)所用的專用設(shè)備就是激光切割機(jī)。 激光切割加工技術(shù)就是將激光束照射在工件表面時(shí)，通過釋放能量來使工件融化并蒸發(fā)，以達(dá)到切割以及雕刻的目的，具有加工精度高，切割速度快， 鋁板激光切割能夠進(jìn)行自動排版，節(jié)省材料，切口平滑，加工的成本低等優(yōu)點(diǎn)。激光切割加工機(jī)作為一種新型的加工設(shè)備，其生產(chǎn)水平在不斷地提高、完善、成熟，被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。下面說一下激光切割加工技術(shù)機(jī)械的相關(guān)知識。激光切割加工機(jī)是通過激光行程一條高集中高熱量的以光的形式存在的密集光束，光束照射到材料表面，利用其產(chǎn)生的高溫令材料融化同時(shí)運(yùn)用光束同軸所產(chǎn)生的高壓氣體去除已經(jīng)融化的廢氣材料，這樣就達(dá)到了切割金屬的目的。鋁板激光切割通過激光發(fā)射器產(chǎn)生一束激光束，這道激光束會進(jìn)過外電路系統(tǒng)匯聚形成一道高密度高強(qiáng)度的激光光束，然后直接照射材料表面，材料被照射后其溫度急速上升直到其的沸點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候材料開始?xì)饣瘡亩纬煽锥?，然后激光光束開始在材料表面移動最終就形成了切割。激光切割加工機(jī)還因?yàn)槠渚哂袩o毛刺、無褶皺、加工精度高等特點(diǎn)，也受到許多機(jī)電制造產(chǎn)業(yè)的喜愛。數(shù)控激光切割因?yàn)槠渚艿奈⒖夭僮饕虼四軌蚍浅７奖愕那懈畈煌螤钆c尺寸的材料。雖然其加工的速度不快，但是零模具的消耗節(jié)約了大量的加工費(fèi)用，降低了生產(chǎn)的成本，因此從總體上來說， 激光切割加工的成本更加劃算。另外，對于材料尺寸和形狀的把握上， 激光切割加工更具有優(yōu)勢。

激光棒，主要是以釔鋁石榴石晶體為基質(zhì)的一種固體，可分為Nd：YAG晶體、Ce：Nd：YAG晶體、Yb：YAG晶體等。目前，在激光打標(biāo)機(jī)、鋁板激光切割及其他工業(yè)激光設(shè)備上用的激光棒一般都是ND:YAG晶體。1.可調(diào)諧激光棒，借助過渡金屬離子d-d躍遷易受晶格場影響的特點(diǎn)而使其激光波長在一定范圍內(nèi)可以調(diào)諧。Cr3+:LiCaAlF6和Cr3+:LiSrAlF6是目前最好的摻Cr3+的可調(diào)諧激光晶體，調(diào)諧范圍為0.78~1.01um。這兩種晶體前者力學(xué)性能好，后者激光性能好。2.新波長激光棒，波長在2~3um的中紅外晶體，如Er1.5Y1.5Al5O12(2.94um)，由于此波長對水的吸收系數(shù)為1(對比1.06um只有10-4)，因此3um激光器在醫(yī)學(xué)上有廣泛應(yīng)用。3.半導(dǎo)體激光器和小型激光器用激光切割晶體，半導(dǎo)體超晶格，量子阱材料在光電子技術(shù)中的一個(gè)重要應(yīng)用就是制作半導(dǎo)體量子阱激光器(QWLD)。QWLD因具有效率高(60%)，體積小，可靠和優(yōu)廉等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛應(yīng)用。4.高平均功率密度激光棒，目前用于工業(yè)加工的激光器主要是CO2激光器和Nd：YAG激光器，由于鋁板激光切割采用了高功率的半導(dǎo)體激光切割器作為泵浦源，在結(jié)構(gòu)上采用多棒串接組合系統(tǒng)，使得Nd：YAG激光器輸出達(dá)到千瓦級高平均功率密度。

隨著用戶對加工效率、加工質(zhì)量等要求越來越高，于是有了鈑金加工的一次工藝革命，就是出現(xiàn)了鋁板激光切割方式。應(yīng)用非常普通的金屬加工工藝當(dāng)屬鈑金切割加工，激光切割加工零件，都是一次精密快速成形切割，還能實(shí)現(xiàn)切割自動排樣、套料。目前在國外板材厚度只要大于兩毫米的都會采用激光切割方法。鋁板激光切割(鈑金加工)不需要切削刀，也就不會產(chǎn)生刀具磨損的問題;加工不會產(chǎn)生變形;具有切割速度快、生產(chǎn)效率高、柔性化程度高、產(chǎn)品生產(chǎn)周期短、切縫窄、操作簡單、勞動強(qiáng)度低、無污染等優(yōu)點(diǎn)。

(1)材料表面在激光切割束的照射下很快被加熱到燃點(diǎn)溫度，隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應(yīng)，放出大量熱量。在此熱量作用下，材料內(nèi)部形成充滿蒸汽的小孔，而小孔的周圍為熔融的金屬壁所包圍。(2)燃燒物質(zhì)轉(zhuǎn)移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度，同時(shí)氧氣擴(kuò)散通過熔渣到達(dá)點(diǎn)火前沿的快慢也對燃燒速度有很大的影響。氧氣流速越高，燃燒化學(xué)反應(yīng)和去除熔渣的速度也越快。當(dāng)然，氧氣流速不是越高越好，因?yàn)榱魉龠^快會導(dǎo)致切縫出口處反應(yīng)產(chǎn)物即金屬氧化物的快速冷卻，這對切割質(zhì)量也是不利的。(3)顯然，氧化熔化切割過程存在著兩個(gè)熱源，即激光照射能和氧與金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能。據(jù)估計(jì)，鋁板激光切割鋼時(shí)，氧化反應(yīng)放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。很明顯，與惰性氣體比較，使用氧作輔助氣體可獲得較高的鋁板激光切割切割速度。

光學(xué)行為和金屬結(jié)構(gòu)的光學(xué)行為有所差異。和非各向同性材料在熱激光切割過程中產(chǎn)生大范圍熱影響區(qū)相比，碳纖維導(dǎo)熱系數(shù)極高。這也是新思路中需要激光處理的原因。激光切割，其優(yōu)勢是可以在間隔織物最終加工過程中得以顯示。間隔織物是基于編織或針織的預(yù)制體，由混合紗線制成。組成成分為玻璃纖維和聚丙烯，纖維含量為50%。此外，其特點(diǎn)是生產(chǎn)方向上的多層結(jié)構(gòu)和交織毗連。呈現(xiàn)出的輕質(zhì)間隔結(jié)構(gòu)由高功率CO2激光器經(jīng)21/2D-beam偏轉(zhuǎn)加工而成。首先，在上層進(jìn)行環(huán)狀刻蝕。隨后將焦點(diǎn)調(diào)整來刻蝕下層。和最先進(jìn)的銑削或水射流切割相比，遠(yuǎn)程激光工藝磨耗低、無約束。此外，無需對工件重新定位就可以單側(cè)加工也是一種優(yōu)勢。此外，鋁板激光切割切割工件的輪廓可以程序化控制，包括開切眼以及單層切割出靈活的幾何圖形。在大批量生產(chǎn)中使用纖維增強(qiáng)型聚合物需要新的靈活工藝進(jìn)行最終處理。因此，激光將是未來的一種工具。但是，鋁板激光切割也需要特定方法來處理具有不同光熱性能的組件。需要了解吸收性能的基本常識，以及纖維含量和分布的影響。為了將對切割切口的熱量輸入降至最低，遠(yuǎn)程激光切割技術(shù)結(jié)合多旋回處理方法已得到證實(shí)。遠(yuǎn)程加工還能夠靈活處理近凈成形零件，這已在間隔織物結(jié)構(gòu)的處理中得到證實(shí)。