激光雕刻加工是利用數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，激光為加工媒介。加工材料在激光照射下瞬間的熔化和氣化的物理變性，達(dá)到加工的目的。激光加工特點：與材料表面沒有接觸，不受機(jī)械運(yùn)動影響，表面不會變形，一般無需固定。不受材料的彈性、柔韌影響，方便對軟質(zhì)材料。加工   精度高，速度快，應(yīng)用領(lǐng)域廣范。
激光雕刻分為激光切割、激光雕刻、激光打標(biāo)、玻璃(水晶)內(nèi)雕等幾種常見方式.
激光雕刻工藝是通過激光雕刻機(jī),激光打標(biāo)機(jī),激光切割機(jī)等設(shè)備來實現(xiàn).
激光雕刻廣泛應(yīng)用于廣告加工、禮品加工、包裝雕版、皮革加工、布料打樣、印章雕刻、產(chǎn)品標(biāo)刻、印章雕刻等諸多行業(yè)。
激光雕刻常見材質(zhì)：1，非金屬材料加工（co2激光）：有機(jī)玻璃、木材、皮革、布料、塑料、印刷用膠皮版、雙色板、玻璃、
合成水晶、牛角、紙板、密度板、大理石、玉石等
2、金屬材料加工（YAG激光）常見金屬材料。
二、激光雕刻原理簡介
使用激光雕刻和切割，過程非常簡單，如同使用電腦和打印機(jī)在紙張上打印。您可以在Win98/Win2000/WinXP環(huán)境下利用多種圖形處理軟件，如CorelDraw等進(jìn)行設(shè)計，掃描的圖形，矢量化的圖文及多種CAD文件都可輕松地“打印”到雕刻機(jī)中。唯一的不同之處是，打印將墨粉涂到紙張上，而激光雕刻是將激光射到木制品、亞克粒、塑料板、金屬板、石材等幾乎所有的材料之上。
* 點陣雕刻   點陣雕刻酷似高清晰度的點陣打印。激光頭左右擺動，每次雕刻出一條由一系列點組成的一條線，然后激光頭同時上下移動雕刻出多條線，最后構(gòu)成整版的圖象或文字。掃描的圖形，文字及矢量化圖文都可使用點陣雕刻。
* 矢量切割   與點陣雕刻不同，矢量切割是在圖文的外輪廓線上進(jìn)行。我們通常使用此模式在木材、亞克粒、紙張等材料上進(jìn)行穿透切割，也可在多種材料表面進(jìn)行打標(biāo)操作。
*雕刻速度：   雕刻速度指的是激光頭移動的速度，通常用IPS（英寸/秒）表示，高速度帶來高的生產(chǎn)效率。速度也用于控制切割的深度，對于特定的激光強(qiáng)度，速度越慢，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻機(jī)面板調(diào)節(jié)速度，也可利用計算機(jī)的打印驅(qū)動程序來調(diào)節(jié)。在1%到100%的范圍內(nèi)，調(diào)整幅度是1%。悍馬機(jī)先進(jìn)的運(yùn)動控制系統(tǒng)可以使您在高速雕刻時，仍然得到超精細(xì)的雕刻質(zhì)量
*雕刻強(qiáng)度：   雕刻強(qiáng)度指射到于材料表面激光的強(qiáng)度。對于特定的雕刻速度，強(qiáng)度越大，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻機(jī)面板調(diào)節(jié)強(qiáng)度，也可利用計算機(jī)的打印驅(qū)動程序來調(diào)節(jié)。在1%到100%的范圍內(nèi)，調(diào)整幅度是1%。強(qiáng)度越大，相當(dāng)于速度也越大。切割的深度也越深
*光斑大�。杭す馐�光斑大小可利用不同焦距的透鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)。小光斑的透鏡用于高分辨率的雕刻。大光斑的透鏡用于較低分辨率的雕刻，但對于矢量切割，它是最佳的選擇。新設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置是 2.0英寸的透鏡。其光斑大小處于中間，適用于各種場合。
*可雕刻材料：木制品、有機(jī)玻璃、金屬板、玻璃、石材、水晶、可麗耐、紙張、雙色板、氧化鋁、皮革、樹脂、噴塑金屬。
三、激光雕刻的優(yōu)勢及特點簡介
激光加工是目前最先進(jìn)的加工技術(shù)，它主要利用高效激光對材料進(jìn)行雕刻和切割，主要的設(shè)備包括電腦和激光雕刻機(jī)（切割機(jī)），使用激光雕刻和切割的過程非常簡單，就如同使用電腦和打印機(jī)在紙張上打印，在利用多種圖形處理軟件（CAD、CorelDraw 田島電腦繡花軟件DST等）進(jìn)行圖形設(shè)計之后，將圖形傳輸?shù)郊す獾窨虣C(jī)，激光雕刻機(jī)就可以將圖形輕松地雕刻到任何材料的表面，并按照設(shè)計的要求進(jìn)行邊緣切割。
（一）、 激光加工的有哪些優(yōu)點？
在國外，在激光加工領(lǐng)域，雖然激光發(fā)射器價格非常昂貴（幾十萬到上百萬），但由于激光加工具有傳統(tǒng)加工無法比擬的優(yōu)勢，所以在美、意、德等國家激光加工已占到加工行業(yè)50%以上的份額。
激光加工的優(yōu)點：
1、范圍廣泛：二氧化碳激光幾乎可對任何非金屬材料進(jìn)行雕刻切割。并且價格低廉！
2、安全可靠：采用非接觸式加工，不會對材料造成機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力。沒有“刀痕”，不傷害加工件的表面；不會使材料變形；
3、精確細(xì)致：加工精度可達(dá)到0.02mm；
4、節(jié)約環(huán)保：光束和光斑直徑小，一般小于0.5mm；切割加工節(jié)省材料，安全衛(wèi)生；
5、效果一致：保證同一批次的加工效果完全一致。
6、高速快捷：可立即根據(jù)電腦輸出的圖樣進(jìn)行高速雕刻和切割。
7、成本低廉：不受加工數(shù)量的限制，對于小批量加工服務(wù)，激光加工更加便宜。
（二）、激光可以加工哪些材料？
激光幾乎可以對任何材料進(jìn)行加工，但受到激光發(fā)射器功率的限制，目前“鐳寶”激光雕刻切割機(jī)可進(jìn)行加工的材料主要以非金屬材料為主，
包括：有機(jī)玻璃、塑料、雙色板、玻璃、竹木、泡沫塑料、布料、皮革、橡膠板、石材、人造石 PVC板、雙色板、……
（三）、激光加工主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？
激光加工幾乎可以應(yīng)用到任何加工領(lǐng)域，按行業(yè)區(qū)分，大致可分為以下幾類：
1、廣告裝飾行業(yè)
有機(jī)玻璃制品雕刻(切割)
獎牌、牌匾激光制作
雙色板材激光雕刻(切割)
其它非金屬板材的雕刻（切割）
2、印刷包裝行業(yè)
橡膠版激光雕刻
印刷輥激光雕刻
紙制品激光切割
3、皮革服裝行業(yè)
皮革及表面圖案雕刻
服裝布料圖案切割
4、模型制作行業(yè)
模型板材切割
5、工藝禮品行業(yè)
竹簡激光雕刻
木版書激光雕刻
紅木激光雕刻
雙色板激光雕刻
盒形工藝品雕刻
陶瓷激光雕刻
（四）、加工技術(shù)參數(shù)
雕刻面積：30*40,40*60,60*90,60*130,90*140 125*1850 CM等可選；
雕刻速度：0~~72米/分鐘；可以無級調(diào)速；
最小成型文字：漢字2×2mm 字母1×1mm
分辨率：0.025mm
定位精度：<0.01mm
支持圖形格式：BMP、HPGL（PLT）、JPEG、 GIF、TIFF、PCS、TGA、DST、DXP
（五）、其他行業(yè)應(yīng)用
已經(jīng)成功應(yīng)用：電腦繡花公司、有機(jī)玻璃制品公司、模型公司；金剛沙切割；
工藝禮品應(yīng)用實例：
木板畫---以各種木板材為材料，以國內(nèi)外名家的畫稿為題材，以精致細(xì)膩的雕刻為表現(xiàn)形式，作品樸實無華，品位高雅，是現(xiàn)代家居裝飾的最佳選擇。
精雕木書----以優(yōu)質(zhì)天然木材為原材,經(jīng)過切割、成型、打磨之后，在其上雕刻文字、圖案等內(nèi)容，儼然是一本新穎別致的書籍，即可于閑暇之時翻閱細(xì)讀，亦可作為居所中的裝飾擺件，彰顯主人家別具匠心的審美情趣。
竹簡-----始于公元前十一世紀(jì)的周代，是中國最古老的書籍。瑞德激光加工中心提供的系列精雕竹簡選用最上乘的竹材，歷經(jīng)數(shù)十道精細(xì)的加工工序，將經(jīng)典古籍、詩詞典故、格言警句、名帖畫譜雕刻在竹簡上，產(chǎn)品精致典雅、蘊(yùn)涵古意、意向深遠(yuǎn)，具有極高的文化藝術(shù)鑒賞價值，填補(bǔ)了文化禮品、文化藏品的市場空白，是各界人士收藏和饋贈的首選佳品。
四、激光切割應(yīng)用
激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料,并使激光束與材料沿一定軌跡作相對運(yùn)動,從而形成一定形狀的切縫。從二十世紀(jì)七十年代以來隨著CO2激光器及數(shù)控技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,目前已成為工業(yè)上板材切割的一種先進(jìn)的加工方法。在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對于中厚板采用氧乙炔火焰切割；對于薄板采用剪床下料,成形復(fù)雜零件大批量的采用沖壓,單件的采用振動剪。七十年代后,為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量,又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期,又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術(shù)。各種切割下料方法都有其有缺點,在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。
CO2激光切割技術(shù)比其他方法的明顯優(yōu)點是：
（1）切割質(zhì)量好。切口寬度窄（一般為0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距誤差0.1--0.4mm,輪廓尺寸誤差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra為12.5--25μm）,切縫一般不需要再加工即可焊接。
（2）切割速度快。例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳鋼切割速度為1.6m/min；2mm厚的不銹鋼切割速度為3.5m/min,熱影響區(qū)小,變形極小。
（3）清潔、安全、無污染。大大改善了操作人員的工作環(huán)境。當(dāng)然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超過電加工；就切割厚度而言難以達(dá)到火焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優(yōu)點足以證明：CO2激光切割已經(jīng)和正在取代一部分傳統(tǒng)的切割工藝方法,特別是各種非金屬材料的切割。它是發(fā)展迅速,應(yīng)用日益廣泛的一種先進(jìn)加工方法。         
九十年代以來,由于我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,企業(yè)間競爭激烈,每個企業(yè)必須根據(jù)自身條件正確選擇某些先進(jìn)制造技術(shù)以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此CO2激光切割技術(shù)在我國獲得了較快的發(fā)展。
（二）、CO2激光切割的工業(yè)應(yīng)用
世界第一臺CO2激光切割機(jī)是二十世紀(jì)七十年代的誕生的。三十多年來,由于應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,CO2激光切割機(jī)不斷改進(jìn),目前國際國內(nèi)已有多家企業(yè)從事生產(chǎn)各種CO2激光切割機(jī)以滿足市場的需求,有二維平板切割機(jī)、三維空間曲線切割機(jī)、管子切割機(jī)等。國外知名企業(yè)有德國Trumpf公司、意大利Prima公司、瑞士Bystronic公司、日本Amada公司、MAZAK公司、NTC公司、澳大利亞HG Laser Lab公司等。目前國內(nèi)能提供平板切割機(jī)的企業(yè)有上海團(tuán)結(jié)普瑞瑪公司、沈陽普瑞瑪公司、濟(jì)南捷邁公司、武漢楚天公司等。根據(jù)美國激光工業(yè)應(yīng)用權(quán)威雜志“Industrial Laser Solution”2000年度報告統(tǒng)計：1999年全世界共銷售的激光切割系統(tǒng)（主要是CO2激光切割系統(tǒng)）為3325臺,共11.74億美元。據(jù)不完全統(tǒng)計我國目前每年生產(chǎn)CO2激光切割機(jī)近100臺,共1.5億元人民幣。雖然激光切割的發(fā)展趨勢較快,但應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國家相比差距較大。至2003年我國已在工業(yè)生產(chǎn)中使用的CO2激光切割系統(tǒng)累計已達(dá)500臺左右,約占全世界正運(yùn)行系統(tǒng)總量的1.5%。
CO2激光切割系統(tǒng)的購置著主要是兩類
單位：一類是大中型制造企業(yè),這些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品中有大量板材需要下料、切料,并且具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實力；
另一類單位是加工站（國外稱Job Shop）,加工站是專門對外承接激光加工業(yè)務(wù)的,自身無主導(dǎo)產(chǎn)品。它的存在一方面可滿足一些中小企業(yè)加工的需要；一方面在初期對推廣應(yīng)用激光切割技術(shù)起到宣傳示范的作用。1999年美國全國共有激光加工站2700家,其中51%從事激光切割工作。八十年代我國激光加工站主要從事激光熱處理工作,九十年代后,激光切割及攻站逐步增加。在此基礎(chǔ)上隨著我國大中型企業(yè)體制改革的深入和經(jīng)濟(jì)實力的增強(qiáng),越來越多的企業(yè)將采用CO2激光切割技術(shù)。
從目前國內(nèi)應(yīng)用情況分析,CO2激光切割廣泛應(yīng)用于12mm厚的低碳鋼板;6mm厚的不銹鋼板及；20mm厚的非金屬材料。對于三維空間曲線的切割,在汽車、航空工業(yè)中也開始獲得了應(yīng)用。
目前適合采用CO2激光切割的產(chǎn)品大體上可歸納為三類：
第一類：從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度不宜制造模具的金屬鈑金件,特別是輪廓形狀復(fù)雜,批量不大,一般厚度;12mm的低碳鋼、;6mm厚的不銹鋼,以節(jié)省制造模具的成本與周期。已采用的典型產(chǎn)品有：自動電梯結(jié)構(gòu)件、升降電梯面板、機(jī)床及糧食機(jī)械外罩、各種電氣柜、開關(guān)柜、紡織機(jī)械零件、工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件、大電機(jī)硅鋼片等。
第二類：裝飾、廣告、服務(wù)行業(yè)用的不銹鋼（一般厚度3mm）或非金屬材料（一般厚度20mm）的圖案、標(biāo)記、字體等。如藝術(shù)照相冊的圖案,公司、單位、賓館、商場的標(biāo)記,車站、碼頭、公共場所的中英文字體。
第三類：要求均勻切縫的特殊零件。最廣泛應(yīng)用的典型零件是包裝印刷行業(yè)用的模切版,它要求在20mm厚的木模板上切出縫寬為0.7~0.8mm的槽,然后在槽中鑲嵌刀片。使用時裝在模切機(jī)上,切下各種已印刷好圖形的包裝盒。國內(nèi)近年來應(yīng)用的一個新領(lǐng)域是石油篩縫管。為了擋住泥沙進(jìn)入抽油泵,在壁厚為6~9mm的合金鋼管上切出0.3mm寬的均勻切縫,起割穿孔處小孔直徑不能0.3mm,切割技術(shù)難度大,已有不少單位投入生產(chǎn)。
國外除上述應(yīng)用外,還在不斷擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。
（1）采用三維激光切割系統(tǒng)或配置工業(yè)機(jī)器人,切割空間曲線,開發(fā)各種三維切割軟件,以加快從畫圖到切割零件的過程。
（2）為了提高生產(chǎn)效率,研究開發(fā)各種專用切割系統(tǒng),材料輸送系統(tǒng),直線電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)等,目前切割系統(tǒng)的切割速度已超過100m/min。
（3）為擴(kuò)展工程機(jī)械、造船工業(yè)等的應(yīng)用,切割低碳鋼厚度已超過30mm,并特別注意研究用氮氣切割低碳鋼的工藝技術(shù),以提高切割厚板的切口質(zhì)量。因此在我國擴(kuò)大CO2激光切割的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,解決新的應(yīng)用中一些技術(shù)難題仍然是工程技術(shù)人員的重要課題。
（三）、CO2激光切割的幾項關(guān)鍵技術(shù)是光、機(jī)、電一體化的綜合技術(shù)。
激光束的參數(shù)、機(jī)器與數(shù)控系統(tǒng)的性能和精度都直接影響激光切割的效率和質(zhì)量。特別是對于切割精度較高或厚度較大的零件,必須掌握和解決以下幾項關(guān)鍵技術(shù)： 1、焦點位置控制技術(shù)：激光切割的優(yōu)點之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度與4/πd2成正比,所以焦點光斑直徑盡可能的小,以便產(chǎn)生一窄的切縫；同時焦點光斑直徑還和透鏡的焦深成正比。聚焦透鏡焦深越小,焦點光斑直徑就越小。但切割有飛濺,透鏡離工件太近容易將透鏡損壞,因此一般大功率CO2激光切割工業(yè)應(yīng)用中廣泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。實際焦點光斑直徑在0.1~0.4mm之間。對于高質(zhì)量的切割,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關(guān)。例如用5〃的透鏡切碳鋼,焦深為焦距的+2%范圍內(nèi),即5mm左右。因此控制焦點相對于被切材料表面的位置十分重要。顧慮到切割質(zhì)量、切割速度等因素,原則上6mm的金屬材料,焦點在表面上； 6mm的碳鋼,焦點在表面之上； 6mm的不銹鋼,焦點在表面之下。具體尺寸由實驗確定。
在工業(yè)生產(chǎn)中確定焦點位置的簡便方法有三種：（1）打印法：使切割頭從上往下運(yùn)動,在塑料板上進(jìn)行激光束打印,打印直徑最小處為焦點。（2）斜板法：用和垂直軸成一角度斜放的塑料板使其水平拉動,尋找激光束的最小處為焦點。（3）藍(lán)色火花法：去掉噴嘴,吹空氣,將脈沖激光打在不銹鋼板上,使切割頭從上往下運(yùn)動,直至藍(lán)色火花最大處為焦點。對于飛行光路的切割機(jī),由于光束發(fā)散角,切割近端和遠(yuǎn)端時光程長短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差別。入射光束的直徑越大,焦點光斑的直徑越小。為了減少因聚焦前光束尺寸變化帶來的焦點光斑尺寸的變化,國內(nèi)外激光切割系統(tǒng)的制造商提供了一些專用的裝置供用戶選用：
（1）平行光管。這是一種常用的方法,即在CO2激光器的輸出端加一平行光管進(jìn)行擴(kuò)束處理,擴(kuò)束后的光束直徑變大,發(fā)散角變小,使在切割工作范圍內(nèi)近端和遠(yuǎn)端聚焦前光束尺寸接近一致。
（2）在切割頭上增加一獨立的移動透鏡的下軸,它與控制噴嘴到材料表面距離（stand off）的Z軸是兩個相互獨立的部分。當(dāng)機(jī)床工作臺移動或光軸移動時,光束從近端到遠(yuǎn)端F軸也同時移動,使光束聚焦后光斑直徑在整個加工區(qū)域內(nèi)保持一致。如圖二所示。
（3）控制聚焦鏡（一般為金屬反射聚焦系統(tǒng)）的水壓。若聚焦前光束尺寸變小而使焦點光斑直徑變大時,自動控制水壓改變聚焦曲率使焦點光斑直徑變小。
（4）飛行光路切割機(jī)上增加x、y方向的補(bǔ)償光路系統(tǒng)。即當(dāng)切割遠(yuǎn)端光程增加時使補(bǔ)償光路縮短；反之當(dāng)切割近端光程減小時,使補(bǔ)償光路增加,以保持光程長度一致。
2.切割穿孔技術(shù)：任何一種熱切割技術(shù),除少數(shù)情況可以從板邊緣開始外,一般都必須在板上穿一小孔。早先在激光沖壓復(fù)合機(jī)上是用沖頭先沖出一孔,然后再用激光從小孔處開始進(jìn)行切割。對于沒有沖壓裝置的激光切割機(jī)有兩種穿孔的基本方法：
（1）爆破穿孔：(Blast drilling)，材料經(jīng)連續(xù)激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由與激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小與板厚有關(guān),爆破穿孔平均直徑為板厚的一半,因此對較厚的板爆破穿孔孔徑較大,且不圓,不宜在要求較高的零件上使用（如石油篩縫管）,只能用于廢料上。此外由于穿孔所用的氧氣壓力與切割時相同,飛濺較大。
（2）脈沖穿孔：（Pulse drilling）采用高峰值功率的脈沖激光使少量材料熔化或汽化,常用空氣或氮氣作為輔助氣體,以減少因放熱氧化使孔擴(kuò)展,氣體壓力較切割時的氧氣壓力小。每個脈沖激光只產(chǎn)生小的微粒噴射,逐步深入,因此厚板穿孔時間需要幾秒鐘。一旦穿孔完成,立即將輔助氣體換成氧氣進(jìn)行切割。這樣穿孔直徑較小,其穿孔質(zhì)量優(yōu)于爆破穿孔。為此所使用的激光器不但應(yīng)具有較高的輸出功率；更重要的時光束的時間和空間特性,因此一般橫流CO2激光器不能適應(yīng)激光切割的要求。此外脈沖穿孔還須要有較可靠的氣路控制系統(tǒng),以實現(xiàn)氣體種類、氣體壓力的切換及穿孔時間的控制。在采用脈沖穿孔的情況下,為了獲得高質(zhì)量的切口,從工件靜止時的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過渡技術(shù)應(yīng)以重視。從理論上講通常可改變加速段的切割條件：如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等,但實際上由于時間太短改變以上條件的可能性不大。在工業(yè)生產(chǎn)中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現(xiàn)實,具體方法有以下三種：（1）改變脈沖寬度；（2）改變脈沖頻率；（3）同時改變脈沖寬度和頻率。實際結(jié)果表明,第（3）種效果最好。
3.噴嘴設(shè)計及氣流控制技術(shù)： 激光切割鋼材時,氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處,從而形成一個氣流束。對氣流的基本要求是進(jìn)入切口的氣流量要大,速度要高,以便足夠的氧化使切口材料充分進(jìn)行放熱反應(yīng)；同時又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出。因此除光束的質(zhì)量及其控制直接影響切割質(zhì)量外,噴嘴的設(shè)計及氣流的控制（如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等）也是十分重要的因素。目前激光切割用的噴嘴采用簡單的結(jié)構(gòu),即一錐形孔帶端部小圓孔（如圖4）。通常用實驗和誤差方法進(jìn)行設(shè)計。由于噴嘴一般用
紫銅制造,體積較小,是易損零件,需經(jīng)常更換,因此不進(jìn)行流體力學(xué)計算與分析。在使用時從噴嘴側(cè)面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)一定距離到達(dá)工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,最后氣體膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。
可用下列公式計算： V=8.2d2(Pg+1)
V-氣體流速 L/min
d-噴嘴直徑 mm
Pg-噴嘴壓力（表壓）bar
對于不同的氣體有不同的壓力閾值,當(dāng)噴嘴壓力超過此值時,氣流為正常斜激波,氣流速從亞音速向超音速過渡。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度（n）兩因素有關(guān)：如氧氣、空氣的n=5,因此其閾值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。當(dāng)噴嘴壓力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2時（Pn；4bar）,氣流正常斜激波封變?yōu)檎�激�?切割壓力Pc下降,氣流速度減低,并在工件表面形成渦流,削弱了氣流去除熔融材料的作用,影響了切割速度。因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴,其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。
為進(jìn)一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動力學(xué)原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設(shè)計制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾（Laval）噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結(jié)構(gòu)。德國漢諾威大學(xué)激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5〃,采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗,見圖4。試驗結(jié)果如圖5所示：分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa（或4bar）時切割速度只能達(dá)到2.75m/min（碳鋼板厚為2mm）。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達(dá)到3.5m/min和5.5m/min。應(yīng)指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。
第一高切割壓力區(qū)緊鄰噴嘴出口,工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm,切割壓力Pc大而穩(wěn)定,是目前工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數(shù)。第二高切割壓力區(qū)約為噴嘴出口的3~3.5mm,切割壓力Pc也較大,同樣可以取得好的效果,并有利于保護(hù)透鏡,提高其使用壽命。曲線上的其他高切割壓力區(qū)由于距噴嘴出口太遠(yuǎn),與聚焦光束難以匹配而無法采用。
綜上所述,CO2激光器切割技術(shù)正在我國工業(yè)生產(chǎn)中得到越來越多的應(yīng)用,國外正研究開發(fā)更高切割速度和更厚鋼板的切割技術(shù)與裝置。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對質(zhì)量和生產(chǎn)效率越來越高的要求,必須重視解決各種關(guān)鍵技術(shù)及執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),以使這一新技術(shù)在我國獲得更廣泛的應(yīng)用。
五、激光打標(biāo)技術(shù)簡介
激光打標(biāo)技術(shù)采用計算機(jī)受控激光作為加工手段,其基本原理是：計算機(jī)控制高能量密度的聚焦激光束按預(yù)定的軌跡作用于機(jī)械零部件,電子元器件,儀器儀表等需要進(jìn)行標(biāo)記的工件表面,使表層材料達(dá)到瞬間汽化或發(fā)生化學(xué)變化改變顏色,刻蝕出具有一定深度或顏色的文字,圖案等,從而在工件表面留下永久性標(biāo)記。
激光打標(biāo)技術(shù)作為一種現(xiàn)代精密加工方法,與腐蝕,電火花加工,機(jī)械刻劃,印刷等傳統(tǒng)的加工方法相比,具有無與倫比的優(yōu)勢：
1．采用激光做加工手段,與工件之間沒有加工力的作用,具有無接觸,無切削力,熱影響小的優(yōu)點,保證了工件的原有精度。同時,對材料的適應(yīng)性較廣,可以在多種材料的表面制作出非常精細(xì)的標(biāo)記且耐久性非常好；
2．激光的空間控制性和時間控制性很好,對加工對象的材質(zhì),形狀,尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大,特別適用于自動化加工和特殊面加工。且加工方式靈活,既可以適應(yīng)實驗室式的單項設(shè)計的需要,也可以滿足工業(yè)化大批量生產(chǎn)的要求；
3．激光刻劃精細(xì),線條可以達(dá)到毫米到微米量級,采用激光標(biāo)刻技術(shù)制作的標(biāo)記仿造和更改都非常困難,對產(chǎn)品防偽極為重要；
4．激光加工系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動化加工設(shè)備,可以打出各種文字,符號和圖案,易于用軟件設(shè)計標(biāo)刻圖樣,更改標(biāo)記內(nèi)容,適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)高效率,快節(jié)奏的要求；
5．激光加工沒有污染源,是一種清潔無污染的高環(huán)保加工技術(shù)；
激光打標(biāo)技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè),為優(yōu)質(zhì),高效,無污染和低成本的現(xiàn)代加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。隨著現(xiàn)代激光標(biāo)刻應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,對激光制造的設(shè)備系統(tǒng)小型化,高效率和集成化的要求也越來越高,新型高功率光纖激光技術(shù)的開發(fā)成功,必將對此產(chǎn)生極大的推動。
六、激光雕版技術(shù)簡介
(一、引言
激光技術(shù)的研究與發(fā)展對軍事及經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域均產(chǎn)生了深刻的影響，國外尤其如此。國內(nèi)各大研究所、高等院校在激光研究領(lǐng)域方面也是突飛猛進(jìn)、碩果累累，但是其實際工業(yè)化應(yīng)用程度總趕不上研發(fā)速度。激光技術(shù)如何與國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的結(jié)合，促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展是我國各高等院校、研究所及企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。本文擬以激光雕版技術(shù)及其應(yīng)用為例闡述一下上述問題。
(二、市場契機(jī)
在包裝印刷領(lǐng)域，有一個極其重要且所占比重越來越大的分支——柔性印刷。在紙包裝、塑料包裝的印刷中更多地采用柔性印刷的方式，原因是柔性印刷環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，更易與大型生產(chǎn)線聯(lián)合。隨著市場需求的提高，其制版技術(shù)日趨完善，制版精度越來越高，印刷的精美程度也在不斷提高。在激光技術(shù)引入之前，制版工藝分為二種：一種是手工雕刻；二是照相曝光。前者簡陋，速度慢，勞動強(qiáng)度高，只能滿足低端市場的需求；后者較為精細(xì)，但成本極高，工藝復(fù)雜，環(huán)保方面也存在問題，只能滿足高端市場的需求。而市場需求在向著高質(zhì)量、高速度、低成本、小批量方向發(fā)展，這就給激光技術(shù)進(jìn)入該領(lǐng)域帶來了契機(jī)，尤其是瓦楞紙箱的印刷，對激光雕刻技術(shù)的需求更是迫在眉睫。
(三、激光雕版技術(shù)
針對手工雕版使用的橡膠版材料和該行業(yè)用戶群的需求層次，選用國產(chǎn)封離式玻璃管直流激勵CO2激光管，便可滿足絕大部分用戶的需求。利用飛行光路系統(tǒng)，將光束聚焦后傳輸?shù)焦ぷ鞅砻妫�在計算機(jī)里利用通用的圖文編排版軟件，如CORELDRAW、PHOTOSHOP、AUTOCAD、文泰等將圖文按所需矢量或點陣編輯好，輸出到與機(jī)器配套的控制軟件中，設(shè)置好諸如切割速度，雕刻速度，雕刻精度等參數(shù)后，就可以開始對工件進(jìn)行切割和雕刻工作，其工作過程實際上是用軟件控制激光能量，控制激光刀頭運(yùn)動方向和速度，對橡膠版材料進(jìn)行燒蝕。這種激光雕刻與傳統(tǒng)手工雕刻相比，大大提高了其雕刻精度和速度，網(wǎng)點圖案最高可實現(xiàn)100DPI的精度，在印刷效果上逼近了照相制版，在制作速度上大大超過了人工，加快了用戶對客戶需求的反應(yīng)速度。同時其制作成本比人工更低，比照相制版低數(shù)倍。因此該種機(jī)器滿足了紙箱市場80%以上的需求，在2001年初博業(yè)激光應(yīng)用技術(shù)有限公司首次將產(chǎn)品推向市場時，便引起了業(yè)界轟動，短短幾年已成為該行業(yè)的必備機(jī)型，目前國內(nèi)保有量已達(dá)數(shù)千臺。去年博業(yè)激光等公司又推出了斜坡雕刻技術(shù)，該種技術(shù)是利用改良的激光管激勵電源，更精確控制激光能量輸出，使所雕刻的文字或網(wǎng)點四周形成了一個坡度，從而使印版在印刷時能承受更大的壓力，不易變形和網(wǎng)點擴(kuò)大，該類機(jī)型一經(jīng)推出，更加受到用戶的歡迎。
(四、展望
激光雕版技術(shù)在柔性印刷領(lǐng)域的低端市場雖然取得了巨大的成功，但從純技術(shù)角度而言并非十分高深，尤其對于激光企業(yè)而言，博業(yè)激光等公司只是善于抓住市場機(jī)遇加上其相對高超的企業(yè)運(yùn)作能力。從市場需求方面，柔性印刷的照相制版工藝也并非盡如人意，隨著市場對柔性印刷提出更高要求，激光雕刻技術(shù)涉足該領(lǐng)域又有了可能，選用不同的版材，選用不同波長的激光，用更快的速度進(jìn)行雕刻，從而取代照相工藝，能制出比照相工藝更高精度、更快速度的柔性印版來，這一方面國外已有成功的機(jī)型，國內(nèi)相信不久也會推出，該類機(jī)型涉及技術(shù)層面的內(nèi)容將更多，不僅有激光技術(shù)、還有機(jī)械、電子、軟件，尤其還有材料技術(shù)，而一旦成功，必將有巨大的市場需求等著我們激光企業(yè)。
(五、綜述
激光企業(yè)要想取得更大的發(fā)展和成力，必須更貼近市場更貼近國民經(jīng)濟(jì)的方方面面，這一先進(jìn)的技術(shù)必須適應(yīng)市場需求才能創(chuàng)造出巨大的價值。(
七、激光加工在服裝、皮革行業(yè)的加工應(yīng)用
激光加工作為一種全新的加工方法，以其加工精確、快捷、操作簡單，自動化程度高的優(yōu)點，在皮革、紡織服裝行業(yè)悄然盛行。按不同的加工方式，做如下介紹：
（一、    激光切割：
優(yōu)點：激光切割過程，因為不會使布料變形或皺折，切割尺寸精度高，切割形狀可隨圖稿任意更改，增加了設(shè)計的隨意性和創(chuàng)造性。另外，激光切割是用光刀代替金屬刀，切割任何面料，能瞬間將刀口融化并凝固，達(dá)到自動“鎖邊”功能。原來傳統(tǒng)工藝用刀模切割或熱切加工，刀口易脫絲，切口發(fā)黃、發(fā)硬，而激光切割縫隙小、精確又能自動“鎖邊”，所以是刀模和熱切加工的升級換代產(chǎn)品。
適用：高級服裝打樣、異型面料、皮革、針織刺繡、貼布、織嘜的切割。
（二、    激光雕刻：
優(yōu)點：激光雕刻是激光設(shè)備聯(lián)接激光雕刻軟件，圖稿輸入自動雕刻。目前是激光加工最成熟，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。任何復(fù)雜圖形都能雕刻，可以鏤空雕刻和不穿透的盲槽雕刻。從而雕刻出深淺不一，質(zhì)感不同，具有層次感和過渡顏色效果各種神奇圖案。激光雕刻具有自動化程度高，雕刻精確，速度快，操作方便簡單。激光雕刻迎合了服裝加工國際新潮流。
適用：皮鞋、皮靴、皮衣、褲片、衣片、牛仔服面料，標(biāo)簽等各種圖案的雕刻。
（三、    激光打標(biāo)：
優(yōu)點：激光打標(biāo)具有打標(biāo)精度高、速度快，打標(biāo)清晰，可在硬、軟、脆產(chǎn)品的平面、弧面和飛行物上打印各種文字、符號、圖案。激光打標(biāo)兼容了激光切割、雕刻各種優(yōu)點，可在金屬及有機(jī)聚合物薄片上精密加工，加工尺寸小的復(fù)雜圖案。打印標(biāo)記具有永不磨損的防偽性能，可專門制作布標(biāo)、皮標(biāo)、金屬標(biāo)、打印圖案復(fù)雜精細(xì)的各種司徽和LOGO。是品牌服裝服飾物加工的最佳選擇。
適用：各類服裝一些扣飾、拉鏈、皮帶扣、紐扣等金屬、非金屬物上打印標(biāo)記符號。
結(jié)合國外先進(jìn)激光技術(shù)在服裝行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗，根據(jù)服裝行業(yè)加工量大、交貨期時間緊特點。激光切割、雕刻、打標(biāo)技術(shù)在服裝行業(yè)里應(yīng)用，如魚得水、妙不可言，發(fā)展前景廣闊。