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CO2激光器

CO2激光在工業(yè)領域的發(fā)展和應用(上)

星之球激光 來源:廣州世源氣體2011-11-23 我要評論(0 )   

1、前言 二氧化碳激光器是目前連續(xù)輸出功率較高的一種激光,它發(fā)展較早,商業(yè)產品較為成熟,被廣泛應用到材料加工、醫(yī)療使用、軍事武器、環(huán)境量測等各個領域。在激光的...

1、前言

二氧化碳激光器是目前連續(xù)輸出功率較高的一種激光,它發(fā)展較早,商業(yè)產品較為成熟,被廣泛應用到材料加工、醫(yī)療使用、軍事武器、環(huán)境量測等各個領域。在激光的發(fā)展和應用方面,CO2激光器的制作和應用較早也較多,早在1970年代末期,就有從國外直接進口CO2激光器,從事工業(yè)加工和醫(yī)療等應用。從80年代末期開始,CO2激光器被廣泛引進并應用在在材料加工領域。

近年來CO2激光加工設備雖然漸趨普及,但激光畢竟是一種新的工具,激光加工技術亦不同于傳統(tǒng)的加工方法,所以工業(yè)界在引進使用CO2激光器的過程中,曾經遇到各種各樣的問題,給很多廠商造成不少困擾。本文針對CO2激光器在不同領域的應用狀況及其演變作以分析,并提出在使用CO2激光器過程中,常面臨的一些問題,按照CO2激光器功率大小分類,闡述其在各個產業(yè)上的應用狀況及演變情況,列舉CO2激光應用者會面對的主要問題并加以分析,最后對CO2激光應用的未來提出展望。

2、工業(yè)CO2激光應用與發(fā)展

為了比較詳細完整的介紹CO2激光加工的應用狀況,按其使用成本,本文以激光輸出功率范圍(小于200瓦,介于200到1600瓦間和大于1600瓦以上)作為劃分標準,逐一介紹它在各個領域的應用情況。

2.1低功率(小于200瓦)CO2激光的應用

早期進口和制造的CO2激光機器,均為小于200瓦的低功率激光器。主要為電子工業(yè)(如電阻制造、IC標志)、非金屬加工業(yè)(竹木雕、服飾、制鞋、飾品制造等)和部份醫(yī)療和研究單位所使用。
將CO2激光束透過一個光罩,聚焦于IC或半導體組件上作標志,這種CO2激光主要皆為TEA脈沖式。但隨著標志加工速度的要求越來越快,加工品質的要求越來越高,以及固體激光的快速發(fā)展,最近新引進的標志加工用激光,已逐漸被固體的YAG激光所取代。

用鏤空的銅模罩住要雕刻的非金屬材料,然后用CO2激光束在銅模上作快速掃瞄,即可在該材料上雕刻出復雜的圖案。雕刻對象為木材、壓克力、皮革和紙張等,另外也可以應用到雕刻特有的手工藝品,如竹片雕刻、軟木浮雕、貝殼浮雕等。最近幾年已轉型用密封式CO2激光,直接以掃瞄振鏡作少量多變化的禮品雕刻,以提高產品的附加價值。

成衣和制鞋業(yè)曾經引領風騷十數(shù)年,也是引進國外或采用自產的低功率CO2激光加工較早的成功典型,主要是以50瓦激光來裁切制衣服用的馬克板和鞋子樣板,僅用于開發(fā)或少量多樣的生產,故數(shù)量有限。也有少數(shù)150瓦左右的CO2激光直接作皮衣、皮件等生產用。另外計算機刺繡業(yè)有以激光配合CCD取樣,直接將刺繡在一大張上的眾多圖案一一裁下。但是隨著兩種產業(yè)的外移和萎縮,CO2激光器在這方面的應用也沒有增加。而采用低功率CO2激光來裁切家具或飾品上的裝潢用薄樹皮持續(xù)增長,主要結合造型設計和后段生產,附加價值較高。

由于國外CO2激光的發(fā)展很快,小功率的CO2激光采用密封式結構,且品質越來越好,因此,除了上述加工業(yè)外,進口的其它應用系統(tǒng)里也有許多此類的CO2激光器,用在穿孔、印刷業(yè)刻板、快速成型、鏡片上打商標和陶瓷基板加工等方面,其應用潛力不小。

輸出200瓦以下的CO2激光器在一些非金屬薄材料切割方面綽綽有余,除上述業(yè)者較常使用外,其實仍有很多產業(yè)界的特殊材料皆可考慮以激光加工取代,如建筑業(yè)的壓克力模型制作,結婚相簿封面的硬版圖樣,其特點是是小而復雜,但均可以CO2激光來作裁切。云母薄板的裁切﹑防彈衣內纖維布的裁切﹑耐龍安全帶的裁切,還有其它一些特殊材料如:FRP、ABS、特弗龍、石棉和橡膠等的裁切,國外都有采用激光加工的先例,只是需要特別注意切割時所產生氣體的排放問題.

 

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