杏彩体育:激光加工技术在产品设计或制造上的常见应用

　　是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。

　　激光加工技术与传统加工技术相比具有很多优点，所以得到如此广泛的应用。尤其在新产品的开发阶段，对于样机的试制以及小批量的生成都具有绝对的优势，一旦产品图纸形成后，马上可以进行激光加工，可以在最短的时间内得到样件。其具有的特性如下：

　　9、高速快捷：可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割，且激光切割的速度与线切割的速度相比要快很多。

　　13、热变形小：激光加工的激光割缝细、速度快、能量集中，因此传导被切割材料上的热量小，引起材料的变形也非常小。

　　14、适合大件产品的加工：大件产品的模具制造费用很高，激光加工不需要任何模具制造，而且激光加工完全避免材料冲剪时形成的塌边，可以大幅度地降低企业的生产成本提高产品的档次。

　　15、节省材料：激光加工采用电脑编程，可以把不同形状的产品进行材料的套裁，最大限度地提高材料的利用率，大大降低了企业材料成本。

　　激光加工技术目前常用的激光器有YAG激光器和CO2激光器，光纤激光器作为一种新兴的激光技术，普及程度还不足以上两种。

　　1、CO2激光器：工作物质为混合气体，波长为10640nm，属于中红外频段，是连续激光，在切割时候的切割表面光滑，切割质量好，可切割金属以及非金属；2、YAG激光器：工作物质为Nd-YAG，波长为1064nm，是脉冲激光，热影响区很小，是其他激光不能比的，YAG激光器的波长不易被非金属吸收，故不能切割非金属材料，可切割金属。

　　利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发而在被切割材料上形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的（如0.1mm左右）切缝，完成对材料的切割。在钣金切割上应用最广泛。

　　激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等。激光焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。

　　激光雕刻，也叫激光打标或镭雕，是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种雕刻方法，可以打出各种文字、符号和图案等。

　　激光雕刻的特点是非接触加工，可在任何异型表面雕刻，工件不会变形和产生内应力，适于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的标记。同时由于激光聚焦后的尺寸很小，热影响区域小，加工精细，因此，可以完成一些常规方法无法实现的工艺。

　　经激光照射后，助剂以及周边树脂烧焦炭化，使工作留下黑色的标记，而这种方法一般适用于浅色的基材。一般常见于“白打黑”的技术中。

　　助剂发热以达到树脂的降解程度而产生出热气而使基材形成大量细小气泡，这可作出浅色以至白色标刻效果，这适用于深颜色及黑色的基材。一般常见于“黑打白”的技术中。

　　经激光激发后，助剂发生化学变化，使得助剂颜色变深，这方法合用于颜色浅的基材。一般用于“白打黑”的技术中。

　　适用于具有多层材料的塑胶零件，树脂为基材，油漆为表层，表层油漆经激光照射后受热汽化，从而露出基材的颜色，如果基材为透明材质，则可做作为局部导光件，可透光雕刻出来的图案。

　　适用于对单层材料进行表面激光蚀刻，以形成一定深度的纹路图案，比较典型的应用为LDS天线C产品上。

　　LDS技术，就是激光直接成型技术（Laser-Direct-structuring）,即在成型的塑料支架上，利用激光镭射技术直接在支架上化镀形成金属天线。这样一种技术，可以直接将天线镭射在手机外壳上。这种天线的好处是天线更加稳定、也可以避免内部元器件的干扰，同时也可以节省出更多的设计空间，让手机做得更加纤薄。

　　使用普通的激光打标机在普通的铁质材质上打标，打出来的字体是没有颜色的，通过打掉铁质产品表面部分打出图案文字。如下

　　黑色字体我们通常称为氧化铝打黑，这种机器属于mopa激光打标机打出来的，普通的光纤激光打标机也可以在不锈钢材质上打出黑色，调节打标功率和频率就可以实现，打标样品如如下图：

　　适合彩色打标的材料包括不锈钢、钛、铬合金板和铌，其中不锈钢材质较其他常用，把功率和打标频率等调到相对应的参数就可以打出彩色。

　　2）经化学、电化学或激光作用下，在不锈钢表面生成一层极薄的无色透明氧化膜，氧化膜产生干涉效应，则可在表面显出色彩;

　　4）在激光持续作用下，不锈钢表面产生激光热效应，通过激光热效应，得出激光能量密度与薄膜厚度成正比关系。随着激光能量的递增，不锈钢表面的彩色呈现出规则的变化特征：，红色，蓝色，绿色直至绿色慢慢变深。通过控制激光能量密度，可以在不锈钢制品上打出想要的颜色。

　　例如不锈钢表面打标出的黑色标记主要成分是四氧化三铁或氧化铁，而绿色则是一氧化锰。如需要改变在不锈钢上激光打标出文字的颜色，可通过调节激光器发射激光的能量密度使激光与不锈钢的光热效应改变，不同的功率及不同的氧化膜厚度则会改变打标字符的色彩。

　　有些零件需要加工直径很小的孔，特别是在硬度大、熔点高的材料打孔，用普通的机械加工工具恐怕是不容易办到， 即使能够做到， 加工成本也会很高，然而用激光打孔的方案就很容易办到。

　　以上为激光加工技术在产品设计或制造上的常见应用，当然还有其他方向的应用，由于篇幅有限，本文就不深入介绍了，大家感兴趣的可自行查阅资料。