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  激光切割現(xiàn)在是許多行業(yè)中為常見(jiàn)的工藝，它不僅適用于金屬，還適用于木材、紙板和陶瓷等多種非金屬材料，可以說(shuō)激光切割開(kāi)辟了工業(yè)領(lǐng)域的全新未來(lái)，但激光切割到底是如何實(shí)現(xiàn)的呢?激光切割系統(tǒng)是如何運(yùn)作的呢?

  與使用切割工具和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備的機(jī)械切割和使用加壓水和研磨材料的水射流切割相比，激光切割使用光來(lái)完成對(duì)物體的切割、雕刻和標(biāo)記。雖然激光切割機(jī)因型號(hào)和應(yīng)用的不同會(huì)存在一定的差異，但典型的激光切割系統(tǒng)一般包括激光諧振器件、反射鏡、激光切割頭、激光聚焦透鏡、加壓氣體組件和噴嘴。而其基本的激光切割過(guò)程包括：光束生成、光束聚焦、局部加熱熔化、材料噴射和光束運(yùn)動(dòng)。

  1部分光束產(chǎn)生

  我們都知道激光這個(gè)詞來(lái)源于英文單詞“Laser”，即受激輻射的光放大。本質(zhì)上，這個(gè)詞概括了激光產(chǎn)生的基本原理。除了這個(gè)原理之外，激光諧振器還使用自發(fā)輻射和受激發(fā)射來(lái)產(chǎn)生空間和光譜相干的高強(qiáng)度激光束——。

  一部分被受激輻射放大的光將通過(guò)諧振腔，而不被反射回介質(zhì)中，從而產(chǎn)生初始激光束，該初始激光束將進(jìn)入激光切割頭，并在產(chǎn)生后被內(nèi)鏡反射到聚焦透鏡中。

  第2部分光束聚焦

  聚焦透鏡表面反射的激光束將通過(guò)聚焦效應(yīng)通過(guò)激光切割頭末端的噴嘴入射到工作面上。在這個(gè)過(guò)程中，光束的橫截面積通過(guò)聚焦而減小，也就是說(shuō)，光束的能量集中在較小的光斑上，從而增加了光束的強(qiáng)度。

  第三部分

  局部加熱熔化和材料噴涂

  當(dāng)聚焦光束入射到物體材料表面時(shí)，物體表面會(huì)吸收光束的輻射能，增加內(nèi)能并產(chǎn)生熱量，而高功率激光束會(huì)加熱、熔化并部分或完全蒸發(fā)物體材料表面的局部區(qū)域。因此，材料表面上的局部聚焦區(qū)域逐漸變?nèi)?，直到所需的切口被去除。此時(shí)，輔助氣體(也稱(chēng)為切割氣體)被引入激光切割頭，并與聚焦光束的方向同軸地流入物體的材料表面，一方面用于保護(hù)和冷卻聚焦透鏡，另一方面用于從切口排出熔化的材料。

  激光切割也根據(jù)不同的去除機(jī)理分為不同類(lèi)型的激光切割系統(tǒng)，主要包括熔化切割、化學(xué)降解切割、蒸發(fā)切割、劃片和氧化切割。

  第4部分

  光束運(yùn)動(dòng)

  一旦物體的材料表面開(kāi)始加熱、熔化或蒸發(fā)，光束就需要移動(dòng)到物體表面的其他區(qū)域，以產(chǎn)生完整的切割。這一過(guò)程通常通過(guò)調(diào)節(jié)鏡子、控制激光切割頭或操縱物體的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)光束運(yùn)動(dòng)方式，可分為物體運(yùn)動(dòng)、飛行光學(xué)和混合激光切割系統(tǒng)。

  運(yùn)動(dòng)物體：一種簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)方式，由機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件控制被加工物體的運(yùn)動(dòng)，要求激光切割頭與物體表面有一定的距離，并且需要少量的光學(xué)部件。