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激光雕刻機
來源:互聯網

激光雕刻機(Laser engraving machine)是一種利用高功率密度激光束使工件產生化學反應,從而留下永久性標記的一種雕刻機器。雕刻機有激光器,光路系統,加工機,控制系統和輔助系統組成。激光雕刻可以大致分為金屬雕刻機和非金屬雕刻機,主要應用于裝飾業,包裝業,工藝業,皮革業等。激光雕刻機能提高雕刻效率,使被雕刻處的表面光滑、圓潤,迅速降低非金屬材料的溫度并減少形變和內應力;根據激光光源的不同可以分為CO2非金屬激光雕刻機和光纖金屬雕刻機,其中CO2非金屬激光雕刻機多采用玻璃激光管,部分高端機型使用CO2金屬射頻管。激光雕刻具有高精度,高速度,低成本以及廣泛的適用范圍等優點。

西奧多·梅曼是第一個將激光引入實用領域的科學家。他于1960年7月7日宣布創造了世界上第一臺激光器——激光器。中國在20世紀70年代中期開始激光切割試驗,到20世紀70年代末中科院就為成都飛機制造廠和先后安裝了直管式中功率(500W左右)激光器。

設備簡介

激光雕刻機是一種利用高能量激光擊射被雕刻材質,通過電腦控制激光擊射點,使材質被氣化或燒毀以形成雕刻痕跡的設備。經過近20年的發展,雖然市場上較為理想的機器并不多,但激光雕刻理論并不難,主要依靠激光器產生激光,主要的激光源包括CO2及S02等。在廣告及印章行業中的激光器,尤其以CO2光源為主。

在激光雕刻機的工作過程中,被雕刻的材質不動,而是激光頭走動。這可能會受到脈沖信號的影響,導致材質雕刻形成斜槽,極大地影響雕刻精度,修復起來也極為復雜。為了解決這個問題,國內外的激光專家們重新開發并設計出了帶有計算機文字處理技術、高精度數字定位技術和激光技術一體的產品,可在牛角、象牙、黃桐橡膠、塑料和其他有機材料上雕刻。特別是該技術能靈巧地模擬手工作業,刻硬質章料,字腳完全無“蒼蠅”腳刻軟材料,字腳能形成坡度而美觀耐用。高效的雕刻速度是手工雕刻的十倍。

發展歷史

激光器的很多特性都可以通過原子系統與輻射場相互作用時的吸收和發射過程來討論,在20世紀最初的10年里,就曾描述過熱輻射的光譜分布:在20世紀20年代,結合普朗克定律和玻耳茲曼統計,提出了受激輻射的概念。愛因斯坦提出的受激輻射基本上提供了描述激光原理所需的全部理論。

20世紀30年代,愛因斯坦描述了原子的受激輻射現象。人們開始猜測是否能利用這一現象來增強光場,前提是需要實現粒子數反轉,但在二級系統中是不可能的。于是人們將目光轉向三級系統,并通過計算驗證了輻射的穩定性。

1958年,美國科學家肖洛和偶然發現了一個神奇的現象:當他們將氛光燈泡發出的光照射在一種稀土上時,晶體分子會發出鮮艷且始終聚集在一起的強光。基于這一現象,他們提出了激光的原理,即當物質受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激勵時,會產生一種不發散的強光,即激光。他們的研究成果發表后引起了廣泛關注。肖洛和湯斯的發現激發了全球科學家的興趣,他們紛紛提出各種實驗方案,但一直未能獲得成功。

直到1960年5月16日,加利福尼亞州休斯實驗室的科學家西奧多·梅曼宣布成功獲得了波長為0.6943微米的激光,這是人類歷史上獲得的第一束激光。梅曼因此成為將激光引入實用領域的第一個科學家。隨后,他于1960年7月7日宣布創造了世界上第一臺激光器——激光器。梅曼使用高強閃光燈管來激發紅寶石,因為紅寶石在物理上只是一種摻有鉻原子的。當紅寶石受到刺激時,會發出紅光。他在紅寶石表面鉆孔并鍍上反光鏡,使紅光通過孔洞聚焦,從而產生了一束相當集中的纖細紅色光束。這束光束能夠使照射點的溫度達到比表面還高的程度。

1960年,科學家發明了半導體激光器。半導體激光器的結構通常由P層、N層和形成雙異質結的有源層組成。它具有尺寸小、耦合效率高、響應速度快、波長和尺寸與光纖尺寸適配、可直接調制和良好的等特點。

1964年,電氣工程師Kumar Pate,在的貝爾實驗室首次發明使用的體激光切割工藝。

在20世紀80年代后期,半導體技術使得更高效而耐用的半導體激光二極管成為可能,這些在小功率的CD和DVD光驅以及光纖通信中得到使用。在20世紀90年代,高功率的激光激發原理得以實現,比如片狀激光器和光纖激光器。后者由于新的加工技術和20kW的高功率不斷地被應用到材料加工領域中,從而部分替代了CO2,氣體激光器和Nd:YAG固體激光器。

進入21世紀后,激光的非線性得以用來制造X射線脈沖(用來跟蹤原子內部的過程),另一方面,藍光和紫外線激光二極管已經開始進入市場。

工作原理

激光雕刻是一種利用激光束在材料表面產生熔融、汽化以及光化學反應作用的技術。激光束的高能量密度聚焦可以切斷材料中的化學鍵,導致表面材料熔融與重新流布,從而產生目視反差效果。這種技術可用于在材料表面生成可以識別的符號標記。

激光熔融是通過激光束的高能量密度聚焦,使表面材料熔融并重新流布,從而改變材料的表面質地、顏色和反射率。這種技術可以用于制造出各種不同的效果,如雕刻、打標和制造零件等。還可以去除材料表面的污染物或附著物,如印刷在紙張上的油墨或燒蝕鋁基片上的陽極氧化膜等。這種技術可用于清潔和預處理材料表面,以便進行后續的加工或處理。

光化學反應主要是發生在塑料和其他有機化合物上。這種技術利用高光子能量有效地切斷有機材料中的結合鍵,使材料表面逐漸分解并形成碎片,從而實現材料表面的光致燒蝕作用。這種技術可用于制造出各種不同的圖案和效果,如雕刻、打標和制造零件等。通過分子分解,可以產生顏色變化的圖案。如果使用添加劑,則能提高標志的對比度。這種技術可用于制造出各種不同的效果,如雕刻、打標和制造零件等。

特點

非接觸加工:激光加工不需要使用刀具,因此避免了刀具磨損和拆裝等問題。此外,由于沒有機械應力,加工過程中產生的熱變形較小。

熱影響區小:激光束照射到物體表面的區域是局部的,雖然在加工部位的溫度較高,但加工移動速度快,因此其熱影響區很小,對非照射區域幾乎沒有影響。

加工靈活性高:激光束易于聚焦、發散和導向,可以方便地得到不同的光斑尺寸和功率大小,以適應不同的加工要求。這種靈活性使得激光加工可以在許多不同的情況下實現高效和精確的加工。

微區加工:激光束可以聚焦到波長級的光斑,這樣可以進行微區加工。這種微細加工的能力使得激光加工在許多高精度制造和修復應用中成為理想的選擇。

透明介質中的加工:激光束可以在透明介質中對密閉容器內的工件進行各種加工。這種能力使得激光加工可以應用于許多不同的材料和環境中。

加工材料范圍廣:激光加工適用于加工各種金屬、非金屬材料,特別適用于加工高熔點、高硬度、高脆性材料。這種廣泛的適用性使得激光加工在許多不同的行業中都得到了廣泛的應用。

基本構造

激光雕刻機主要由五個部分組成:激光器、光路系統、加工機、控制系統和輔助設備

激光器

激光器是整個系統的核心,需要穩定可靠。激光雕刻機通常采用CO激光器,因此也稱為CO激光雕刻機。激光器由工作物質、激勵源、諧振腔、電源、冷卻系統、控制系統等組成。

激光工作物質:提供放大作用的增益,其激活粒子用于受激放大,具備亞穩態的多能級系統。

激勵源:提供能量,將下能級的粒子抽運到上能級,使粒子數反轉,最后轉化成激光能量

諧振腔:選模,限制波形和提供反饋、增益,提供穩定振蕩,增長激活介質的工作長度控制光束的傳播方向,選擇被放大的受激輻射光頻率以提高單色性。

電源:為激勵源提供能量。

冷卻系統:冷卻工作物質、諧振腔等控制系統:保證系統穩定可靠地工作

光路系統

光路系統連接激光器和加工機,包括光束的直線傳輸通道、光束的折射或反射部分以及聚焦或發散系統。激光雕刻機的直線傳輸通道采用空氣傳輸通道,經過反射部分的反射,再由透鏡聚焦后到達工件表面。為了穩定輸出,激光器通常是固定的,其傳輸方向也是固定的。但為了滿足加工需求,人為地采取某些方式根據需要來改變激光的傳輸方向,使激光傳輸成為一個動態的傳輸。通常采取的措施是加入反射鏡、光纖等。光源不動,反射鏡和聚焦鏡運動,但輸出光口總是保持穩定的功率輸出,這就是所謂的飛行光路。

加工機

加工機是承受加工件的部分,工件與激光束作相對運動而進行加工。因此,加工的精度很大程度上取決于加工機的精度和激光束運動時的可調節精度。主流的加工方式為龍門加工,龍門加工方式是指主軸軸線與工作臺垂直設置的加工方式。龍門結構制作方便,承受負載大,結構穩定,可實現高精度運動和大幅面加工。

控制系統

控制系統是激光雕刻機的核心控制部分,負責讀取加工數據、進行插補運算以及讀取操作人員的命令等。

輔助設備

激光雕刻機還需要一些輔助設備和設施,例如采用水泵提供冷卻水來穩定CO激光管的溫度,利用輸氣系統為激光頭提供助燃氣體等。

基本分類

激光雕刻機大致可以分為:非金屬激光雕刻機和金屬激光雕刻機,金屬雕刻機可分為金屬打標機,和金屬雕刻切割一體機,非金屬雕刻機又可分為:普通雕刻機和非金屬打標機。

金屬雕刻機

激光金屬雕刻機是一種專門用于金屬材料打標的設備,其核心結構是由計算機控制的光學系統和機械系統組成。被加工的工件固定在工作臺上,而激光束則通過光學系統進行偏轉,以實現圖形的掃描。

該設備的核心部件是振鏡,它由掃描驅動器控制,通過兩個互相垂直的轉軸實現激光束在x-y平面內的兩維掃描。計算機用于輸入待打標的圖形信息,并通過接口電路將其轉換為控制振鏡偏轉的指令。

為了確保打標質量和靈活性,激光金屬雕刻機采用了多種特殊設計。其中,低慣量檢流計型振鏡具有溫度補償和位移補償功能,能夠確保掃描過程中的穩定性和精度。聚焦光學系統通常采用專門設計的平場透鏡(f-9透鏡),用于聚集掃描激光束并使其聚焦在平面上,從而校正由于振鏡掃描原理造成的圖象畸變。

除了振鏡掃描的方式,激光金屬雕刻機還有其他結構形式。其中一種是激光束不動,工件運動的方式。在這種情況下,工件被固定在一個滾珠絲杠結構的X-Y二維精密工作臺上,工作臺由步進電機驅動。計算機將待打標的信息傳輸給步進電機驅動器,控制工作臺的運動。由于工作臺的重量較大,因此打標速度相對較慢。但這種結構不需要較復雜的平場透鏡,而只需采用結構較簡單的聚焦透鏡即可。這種聚焦透鏡的加工質量容易保證,成本也較低。

激光金屬雕刻機常用的激光器為連續泵浦、聲光調Q的Nd:YAG激光器,其輸出波長為1.06um。泵浦燈為連續燈,聚光腔常采用漫反腔、金屬腔或陶瓷腔。聚光腔可以采用單燈器件,也可以采用雙燈器件。單燈器件的效率比雙燈器件高,但泵浦燈的壽命比雙燈器件短。調Q方式多采用聲光調Q,此時輸出激光的脈沖寬度及重復頻率由聲光調Q的特性決定,一般脈寬約200ns,重復頻率在1---30kHz之間。激光的重復頻率越高,可獲得的打標速度越快。

非金屬雕刻機

非金屬激光雕刻機是一種專門針對非金屬材料進行雕刻的設備。它通過激光束對非金屬材料進行雕刻和切割,具有高速度、高精度和高能量雕刻能力。常用的非金屬激光雕刻機有CO2激光雕刻機,CO2激光雕刻機適用材料:布料、磁磚、紙板、紙張雕刻機、皮革、PU革雕刻機、商標繡花、塑料激光切割機、橡膠、竹木制品、木材、聚甲基丙烯酸甲酯、亞克力、玉石、皮革、貝殼、牛角、動物皮脂、雙色板、竹木制品、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物板、聚氯乙稀板、纖維以及復合材料等非金屬材料。

二氧化碳激光器是一種以二氧化碳氣體為工作物質的分子激光器。它發出的譜線位于10.6μm附近的紅外區域,具有連續輸出功率大(可達萬瓦)、效率高(可達20%以上)和壽命長的特點,因此被廣泛應用于切割、焊接、雕刻、熱處理等加工領域。

二氧化碳激光器由放電管、諧振腔、冷卻系統和激勵電源等部分組成。其輸出功率與放電管的長度成正比,平均輸出功率為40~50W/m。為了縮短空間長度,長的放電管采用折疊式,折疊的兩段間用全反射鏡連接光路。

對于二氧化碳激光器的激勵電源,可以使用射頻電源、DC電源、交流電源和脈沖電源等,其中交流電源用得最為廣泛。此外,二氧化碳激光器一般使用冷陰極,常用的電極材料有、鉑和鋁。由于鎳發射電子的性能比較好,濺射比較小,而且在適當溫度時還有使CO氧化成CO分子的催化作用,有利于保持功率穩定和延長壽命,因此一般選擇鎳作為電極材料。

在激光加工設備中,光路的設計、安裝調試和使用都非常重要,因為它們直接影響加工效果。在激光雕刻機上,由激光發生器產生的激光束經過一系列的反射鏡到達激光頭,經過聚焦鏡簡聚焦后,對工件進行加工。激光雕刻機的機械系統相對比較簡單,和其他數控機床一樣,由步進電機通過皮帶或者滾珠絲杠傳動對XY軸移動進行控制。

影響因素

在進行激光雕刻時,雕刻質量受到諸多因素的影響,如激光參數、材料參數、工藝參數、其他參數等。其中影響激光雕刻的參數主要有:激光輸出功率、切割速度、焦點位置及輔助氣體相關參數等在實際的加工過程中主要考慮以下幾個因素。

激光輸出功率

激光雕刻過程中,激光是主要的能量來源,其輸出功率的大小將直接影響雕刻時的功率密度,從而影響雕刻質量。對于給定的激光功率密度和材料,雕刻速度與激光功率密度成正比,因此增大功率密度可以提高雕刻速度。

這里所指的功率密度不僅與激光輸出功率有關,還與光束質量(主要是模式)有關。對于連續波輸出的激光器,激光輸出功率大小和模式都會對雕刻質量產生重要影響。在實際操作時,常常設置最大功率以獲得高的雕刻速度,或用以雕刻較厚材料。然而,光束模式(光束能量在橫截面上的分布)有時更加重要。當提高激光輸出功率時,模式常隨之稍有變壞。實驗發現,在小于最大功率的狀況下,焦點處獲得最高的激光功率密度,并獲得最佳雕刻質量。

在其他條件不變的情況下,隨著激光輸出功率的增大,切縫寬度也會增大。實際上,當激光輸出功率增大、雕刻速度變大時,如果雕刻質量仍然很好,切制速度范圍也會隨之擴大,從而提高雕刻的質量穩定性和效率。

雕刻速度

雕刻速度的變化對激光與材料的相互作用時間和材料在單位面積上獲得的激光能量產生影響。當其他參數保持不變時,雕刻速度的增加會導致激光照射材料的時間縮短,從而使材料在單位面積上獲得的能量減少。在較低的雕刻速度下,激光與材料的相互作用時間過長,作用范圍過大,導致切縫周圍的材料熔化或氣化,形成較寬且粗糙的切縫,雕刻質量較差。

隨著雕刻速度的增加,當達到一個合適的范圍時,激光的能量密度能夠完全去除材料,形成光滑、均勻且寬度適中的切縫,獲得較好的雕刻質量。然而,當雕刻速度繼續增加時,激光能量密度會降低,不足以完全去除材料,導致切縫較窄但雕刻深度無法達到要求。如果雕刻速度增加到一定程度,材料獲得的能量低于作用閾值,就無法進行雕刻。因此,保持恒定的最佳雕刻速度對于獲得最佳雕刻效果是必要的。在用恒定功率的激光雕刻材料(特別是金屬材料)時,在其他工藝參數恒定的情況下,激光雕刻速度有一個相對調節范圍,仍能保持比較滿意的雕刻質量。這種調節范圍在雕刻薄金屬時比雕刻厚件時的稍大。

因此,正常雕刻區就是居中的雕刻速度范圍,越接近其上限,割縫越窄;越接近其下限,割縫越寬。而且當接近上限或下限時,材料底面容易黏附熔渣。所以,選擇合適的雕刻速度對于獲得高質量的雕刻結果非常重要。

焦點位置

焦點位置對切縫寬度有直接的影響。焦點處功率密度最高,當焦點處于最佳位置時,切縫寬度最小,雕刻深度最大,切邊質量最好,雕刻效率最高。焦點與材料表面的相對位置對切口質量的影響極大,包括切縫寬度、雕刻側壁的形貌等。

焦點位置可以用離焦量來表示,當焦點位于材料上表面時定義為零,焦點位于材料表面上方時為正,下方為負,數值為焦點到表面的垂直距離。焦點的位置可以在材料上方、上表面、內部、下表面,這取決于材料的種類、厚度和雕刻要求。大多數情況下,焦點置于材料表面或稍微向下,且焦點在材料表面上下一定范圍內都可以得到較好的雕刻效果。但是在某些場合卻要求雕刻側壁有一定的錐度,因此要根據具體的切制要求來確定焦點的位置。對于6mm以內金屬薄板的切制,焦點在材料表面上下一定范圍內都可以整潔(不粘熔渣)地雕刻,但割縫寬度基本與焦點位置成線性增大。對于不同的激光雕刻機及不同的切縫寬度和質量要求,具體的焦點位置應由實驗確定。

為了實現穩定的高質量切制,焦點位置必須恒定。一般工業激光切制機都配有高度,也就是采用Z軸跟蹤系統自動跟蹤噴嘴高度。高度跟蹤系統為獨立的閉環系統,通常只用兩個外部命令“跟蹤”和“抬起”即可。加工金屬的激光雕刻機主要采用非接觸式間隙傳感器,跟蹤精度為0.01~0.1mm,標稱間隙為0.5~3mm測量電極結構一般采用與噴嘴一體式結構或環式結構。非金屬的雕刻一般采用機械式間隙傳感器。由于焦點處功率密度最高,在大多數情況下,切制時焦點位置剛好處在工件表面,或稍微在表面以下約1/3板厚處。在整個切制過程中,確保焦點與工件相對位置定是獲得穩定的雕刻質量的重要條件。

輔助氣體相關參數

一般情況下,材料雕刻都需要使用輔助氣體,需要考慮所采用的輔助氣體的類型、純度和壓力。

(1)輔助氣體的類型。通常輔助氣體通道與激光同軸,用于從雕刻區吹掉熔渣,還可以冷卻雕刻材料、減少熱影響層和保證聚焦透鏡不受污染。激光雕刻常用的輔助氣體主要有和空氣。對部分金屬材料和部分非金屬材料,常使用壓縮空氣或惰性氣體清除熔化和蒸發材料,同時抑制雕刻區過度燃燒。對大多數金屬則使用活性氣體(主要是氧氣),其與熾熱金屬發生氧化放熱反應,這部分附加能量可提高1/3~1/2切制速度。

(2)輔助氣體的純度和壓力。激光雕刻對輔助氣體的純度有較高的要求如果純度低則工件切不透或出現大量熔渣。一般要求輔助氣體的純度不小于99.5%。在輔助氣體確定的前提下,氣體壓力是個極為重要的因素。氣體壓力太小,氣流清除不掉雕刻區的熔渣,會切不透或出現大量掛渣。如果氣體壓力增大,增大,排渣能力升高,可以使無掛渣的雕刻速度增大。但壓力過大,雕刻面反而會粗糙,從而影響雕刻質量。

應用領域

激光雕刻機是現代高科技產品,廣泛應用于各個行業。自九十年代中后期激光雕刻技術研發成功以來,雕刻行業便迅速發展。如今,激光雕刻機的應用幾乎無處不在,已成為我們日常工作中不可或缺的設備。例如激光雕刻機在裝飾業、印刷包裝業、工藝業和皮革業中的應用。

一、激光雕刻機在裝飾業中的應用

激光雕刻機在裝飾行業中廣泛應用于原木和膠合板的雕刻與切割。原木是日常生活中最常見的激光加工材料,易于雕刻和切割。例如,淺色木材如樺木、櫻桃木或楓木等容易被激光氣化,因此非常適合雕刻。然而,每種木材都有其特性,因此在選擇雕刻材料時需要根據具體實物進行選擇。此外,建議在雕刻不熟悉的木材前,先了解雕刻機的特性。

膠合板是一種人造木板,也是家具的常用材料之一。在膠合板上雕刻與在木材上雕刻相似,但有一點需要注意:雕刻深度不宜過深。切割后的膠合板邊緣可能會像木材一樣變黑,但變黑程度取決于所使用的木材類型。一般而言,木材上的雕刻通常是陰雕,并且雕刻深度通常較深,因此需要較高的功率。如果遇到硬木材,可能會使雕刻后的圖形更深。如果想要淺色效果,可以增加雕刻速度并嘗試多刻幾次。某些木材在雕刻過程中可能會產生油煙附著在木頭上,如果木材已經涂上油漆,可以用濕布輕輕擦拭。未涂漆的木材可能會出現擦拭不干凈的情況,導致成品表面污染。

二、激光雕刻機在印刷包裝業中的應用

隨著激光雕刻機的廣泛應用,印刷包裝業的印版也逐漸采用了激光雕刻技術。瓦楞紙箱包裝是最常見的包裝類型之一,分為銷售包裝和運輸包裝兩種。銷售包裝主要用于內包裝,與消費者見面,如彩盒、白盒和禮品盒等;運輸包裝主要用于外包裝,基本上不會與消費者見面,主要用于儲存和運輸,如紙箱和瓦楞盒等。由于在紙包裝材料上使用橡皮版成本較高,而激光雕刻制版成本僅為橡皮版成本的四分之一,因此在印刷包裝業中普遍采用激光雕刻制版作為瓦楞紙箱包裝印刷版。激光雕刻機以點打方式實現雕刻,具有天然的灰度表現優勢。因此,在雕刻設計時盡量采用灰度表現形式,可以減少著色工藝、節約成本;另一方面也可以豐富雕刻的表現手段、增加圖形層次。

三、激光雕刻機在工藝業中的應用

激光雕刻工藝品是指采用高能量密度的激光束投射到材料表面,使材料表面發生物理或化學變化,從而獲得可見圖案的雕刻工藝品。這些工藝品根據材質可分為:紙制激光雕刻工藝品、布藝激光雕刻工藝品、竹制激光雕刻工藝品、皮革激光雕刻工藝品、沒藥樹激光雕刻工藝品等。接下來將重點介紹激光雕刻機在聚甲基丙烯酸甲酯工藝品上的應用。日常生活中最常見的材料之一是亞克力有機玻璃。這種材料很容易被切割和雕刻成各種形狀和大小,并且成本相對較低,因此成為工藝業中最常用的雕刻材料之一。澆鑄方式生產的有機玻璃在激光雕刻后會產生非常白的霜化效果,與原來透明的質感形成鮮明對比,從而產生非常好的雕刻效果;而壓延方式生產的聚甲基丙烯酸甲酯在激光雕刻后仍然透明無霜化效果,因此相對較少使用。因此,在購買有機玻璃材料時需要注意選擇高純度的材料以獲得更好的雕刻效果。

四、激光雕刻機在皮革業中的應用

皮革行業使用激光雕刻機解決了傳統手工和電剪速度慢、難以排版、效率低及材料浪費等問題。它具有速度快、操作簡單的特點,為皮革行業的發展帶來了巨大的效益。用戶只需將所需裁剪的圖形及尺寸輸入到電腦中,激光雕刻機便能根據電腦數據將整張材料裁剪成所需成品。這一過程不需要切削刀具和模具,同時也能為用戶節省大量人力資源的投入。激光雕刻機相對于傳統雕刻方式具有眾多優勢:它雕刻出的皮革邊緣不發黃、不變形、不會發硬且尺寸一致且精確;可以雕刻任意復雜形狀;效率高且成本低;電腦設計圖形可實現任意形狀和大小的花邊雕刻;加工過程中對工件沒有機械壓力;操作安全且維修簡單等。由于激光技術和計算機技術的結合使用戶可以在計算機上設計好圖案后即可輸出并隨時變換雕刻圖形實現邊設計邊出產品的構想可以說激光雕刻機的出現大大促進了皮革業的發展實踐證明激光加工是目前節能加工環保加工的最佳選擇之一。

發展趨勢

未來激光雕刻機的發展將更加注重設備的速度、精度、自動化和多功能性。同時,隨著技術的不斷進步和應用領域的不斷拓展,激光雕刻機的應用范圍也將越來越廣泛。主要發展趨勢主要表現在以下幾個方面:

1.高速、高精度:隨著大功率激光器光束模式的改善和32位微機的應用,激光雕刻設備的高速、高精度成為可能。這些改進為激光雕刻設備提供了更高效、更精確的加工能力。

2.厚板雕刻和大尺寸工件雕刻:隨著可用于激光雕刻的激光器功率的增大,激光雕刻正從輕產業薄板的金加工向著重產業厚板雕刻方向發展。這使得激光雕刻設備能夠處理更大、更復雜的工件,提高了其應用范圍。

3.三維立體多軸數控:為了滿足汽車、航空等產業的立體工件雕刻的需要,目前已經發展了各種各樣的五軸或六軸三維激光雕刻機。這些設備具有高效率、高精度、多功能和高適應性,其應用范圍將會越來越廣泛。

4.激光雕刻單元自動化和無人化:為了提高出產率和節省勞動力,激光雕刻正向著激光雕刻單元(FMC)和無人化、自動化方向發展。這種發展方向需要依靠現金的自動控制、網絡控制技術及計算機出產輔助治理系統技術等。已經有一些無人化的激光雕刻生產線在工廠運行,實現了高度的自動化和生產效率。

5.緊湊型和組合一體化:隨著激光器體積的縮小和功率的增大,以及輔助裝置的不斷完善,出現了把激光器、電源、主機、控制系統和冷卻水輪回裝置等緊密地組合在一起,形成占地面積小、功能完善的整套緊湊型激光雕刻機。這種設計使得設備更加緊湊,提高了空間利用率,同時也能實現更高的生產效率。

標準規范

ICS 25.020 CCS J46(模具零件紋理激光雕刻技術規范):是一個由中國模具工業協會發布的團體標準,旨在規范模具零件紋理激光雕刻技術的要求和操作,以確保質量和安全性。該標準規定了激光雕刻設備、操作方法、工藝參數、質量要求等方面的技術規范,適用于模具零件紋理的激光雕刻過程。

GB/T 15313(激光術語標準的規定):標準定義了表征在給定平面上激光功率(能量)密度分布函數的空間特性的參數,規定了測量功率(能量)密度分布的方法,適用于連續和脈沖激光。定義了功率密度分布相關的術語和符號,除了常見的表征激光功率(能量)密度的參數外,尤其準確定義了限幅功能(能量)密度、光束均勻性、平坦度、平頂均勻性和邊緣陡度等特征參數。標準規定了功率(能量)密度的測量要求和測量程序,包括測量設備的準備、環境控制和探測系統以及光束成形、衰減和分束的具體要求。

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刻寶(Gravotech)

刻寶(Gravotech)誕生于2008年,由刻寶、泰尼福和type3合并而成,其中刻寶、泰尼福在美國和歐洲已有80多年的歷史,是全球知名的永久打標和雕刻解決方案提供商,少數開創和掌握激光、機械雕刻、刻劃和點陣所有標識技術的公司Gravotech(刻寶)誕生于2008年,由Gravograph(刻寶),Technifor(泰尼福)和Type3合并而成,并于2020年整合為一個品牌Gravograph和Technifor品牌在美國和歐洲已有80多年的歷史,在亞太地區和拉丁美洲已有30多年的歷史

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東莞雕將科技有限公司是一家專業從事新型激光雕刻設備、智能電子產品開發與推廣的企業。公司擁有豐富的行業經驗,融入當今先進的科技技術,在新型激光雕刻設備及技術應用領域取得了驕傲的業績,已在該領域有了較強的影響力。隨著公司發展,目前有多個自主品牌多個系列產品(微型激光雕刻機、小型激光雕刻機、小型cnc雕刻機、激光打標機)批量生產,多個產品系列已獲得歐盟CE認證。

參考資料 >

Laser.復旦大學.2023-11-28

Gravotech.Gravotech.2023-11-28

LaserPecker激光啄木鳥.激光啄木鳥.2023-11-28

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為什么要用激光工作站?.gravotech.2023-11-28

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