在工業(yè)CO2激光器的早期，大家的注意力主要集中在擴(kuò)大激光切割砂碟（砂紙）的市場(chǎng)空間（圖1）。理由很明顯，因?yàn)榧す饨鉀Q方案降低了對(duì)機(jī)械工具的需求。然而，從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看并不樂(lè)觀，因?yàn)榕c現(xiàn)有的模切解決方案相比，激光技術(shù)的投資成本太高，并且生產(chǎn)速度還是太慢。

此外，模切工藝已經(jīng)非常成熟，而現(xiàn)在并沒(méi)有令人信服的理由說(shuō)服人們用激光解決方案來(lái)取代它們，因?yàn)樯形闯霈F(xiàn)任何模切不能解決而激光工藝能解決的挑戰(zhàn)。不過(guò)近幾年情況發(fā)生了變化。本文回顧了為滿足新需求，砂碟生產(chǎn)商是如何把目光從模切轉(zhuǎn)向激光解決方案的過(guò)程。

砂碟的生產(chǎn)

這種研磨材料是從一種48英寸寬或更寬的母卷上切割下來(lái)的，磨料在卷用基材的一側(cè)，基材的另一側(cè)設(shè)法和背襯墊連接在一起。連接方法通常是用壓敏膠粘劑，或者更常見(jiàn)的是用一種覆有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的聚合物材料通過(guò)物理方法連接到背襯墊的鉤狀表面上（類似Velcro尼龍搭扣）。雖然模切和激光切割的材料處理系統(tǒng)不同，但它們都需要鋪展來(lái)料以及通過(guò)切割邊緣來(lái)處理材料，如果有需要的話還要在砂碟表面制造除塵孔，將砂碟從卷上切下來(lái)，移除未使用的模切廢料，并將砂碟堆疊到可計(jì)數(shù)的容器上以插入盒中供最終用戶購(gòu)買(mǎi)。

圖1：激光切割的多孔砂碟連接到一個(gè)背襯墊上，用于氣動(dòng)打磨機(jī)。（圖片來(lái)自Norton|Saint-Gobain）

砂碟生產(chǎn)一直由平臺(tái)模切占主要地位。盡管激光技術(shù)具有不少優(yōu)勢(shì)，但模切仍然是（在許多情況下）最具經(jīng)濟(jì)效益的生產(chǎn)方式，特別是用于生產(chǎn)只需邊緣切割和具有較大除塵孔的砂碟。

平臺(tái)模切系統(tǒng)使用連接著液壓缸的上壓板。鋼刀模固定在壓板上，一旦液壓缸啟動(dòng)，鋼刀模就會(huì)穿透研磨材料從而生產(chǎn)出砂碟。這些系統(tǒng)的生產(chǎn)速度最高至60次/分鐘。此外，如果鋼刀模切板帶有3個(gè)直徑6英寸的圓片，生產(chǎn)速度可能提高至180片/分鐘。鋼刀模的使用壽命長(zhǎng)，并且成本低，模具的成本一般只有數(shù)百美金，并且在切割研磨材料的同時(shí)能自行磨尖。在此背景下，不難理解為什么大多數(shù)砂碟加工應(yīng)用偏愛(ài)模切解決方案。

激光加工的優(yōu)勢(shì)

那么，是什么推動(dòng)它向激光加工的轉(zhuǎn)變？原因包括對(duì)工作環(huán)境改善的需求，此外還要為一些關(guān)鍵的表面精加工應(yīng)用來(lái)加強(qiáng)磨屑清理效果。尤其是針對(duì)汽車車身修理市場(chǎng)。

隨著汽車面漆配方的進(jìn)步，在砂碟中使用除塵孔成為磨料制造商的首選。第一代砂碟上的除塵孔的直徑相當(dāng)大，其大小和數(shù)量與背襯墊保持一致，通常是10mm直徑和6-8個(gè)孔（圖2）。在打孔過(guò)程中，10mm直徑的圓片廢料被沖壓出來(lái)，然后被捕獲并去除。雖然這一策略行之有效，但是它并不能確保100%的有效去除率，廢料仍有可能殘留在砂碟上，這就需要進(jìn)行手動(dòng)檢查和去除。在使用中，10mm直徑的孔可以用來(lái)除塵，然而這不算很理想，因?yàn)樗荒苋コ赘浇姆蹓m，而不能覆蓋整個(gè)砂碟的表面。此外，關(guān)鍵在于，砂碟和背襯墊上的除塵孔要保持對(duì)齊，任何會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有對(duì)齊的操作將降低除塵的效率。

圖2：三個(gè)砂碟展示了其演化過(guò)程：從沒(méi)有孔到10mm直徑的孔，再到更高密度的1.5mm的孔。(圖片來(lái)自：Norton|Saint-Gobain)