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天然材料(无机)

石材和宝石这样的天然无机材料是坚硬的非金属矿物。宝石由单一类型的矿物组成,而岩石是数种矿物的集合体。贝壳有与石材和宝石类似的组成和性质。但是,它们产生自活生物,所以没有将其按矿物分类。所有这些材料都可进行激光打标和激光雕刻。在某些情况下,它们可以进行激光切割。请访问我们的材料供应商列表以了解天然无机材料供应商。

天然无机材料样品

天然无机材料类型








激光加工的类型

激光器在材料加工领域扮演着日益重要的角色,从新产品开发到高产量制造都可看到其身影。对于所有激光加工来说,激光束的能量与材料相互作用,以某种方式进行材料转化。每种转化(或激光加工工艺)均通过精确调节激光束的波长、功率、占空比和重复率来实施控制。这些激光加工工艺包括如下:

所有材料都具备独有的特征,决定了激光束如何与其相互作用,以及由此如何改变材料。天然无机材料的最常见加工工艺如下:


天然无机材料的激光切割
CO2激光束的能量很容易被天然无机材料吸收。激光束直接加热位于其路径中的材料,造成其汽化。但是,因为天然无机材料很脆,这种局部加热可造成材料在被激光束割穿前就已断裂。如果材料厚度不到0.010"(2.5 mm),激光束可在没有发生断裂的情况下割穿材料。珍珠母通常薄到足以用激光干净地切割,得到光滑的边缘,没有碎片。

天然无机材料的激光雕刻
可限制CO2激光束的功率,使其将材料去除(雕刻)到指定的深度。激光雕刻工艺可用于在天然无机材料表面形成图案和设计。激光雕刻也可用于传达信息。

天然无机材料的激光打标
大部分天然无机材料可采用CO2激光束进行激光打标。激光束的能量使材料表面出现微裂纹。这些裂纹会散射光线,造成打标区域显得比没有打标的区域更明更亮。激光打标可用于形成设计图案或传达信息。

组合加工
可组合执行上述的激光雕刻和打标过程,而无需移动或重新夹持材料。只有非常薄的天然无机材料可以进行激光切割。所以这种加工工艺通常并不与其他激光加工工艺组合。







天然无机材料激光系统一般性考虑事项

平台尺寸 – 必须大到足以容纳将要进行激光加工的最大天然无机材料件,或者必须配备加工大件所需的4类能力。

波长 – 10.6微米的波长可被大部分天然无机材料很好地吸收,被推荐用于激光切割、雕刻和打标。

激光功率 – 必须基于将要执行的加工工艺选择激光功率。25至150瓦(CO2激光器)对于天然无机材料的激光打标效果最佳。更大的激光功率将被用于进行激光切割和雕刻。

镜头 – 2.0镜头是进行天然无机材料激光材料加工的最佳通用镜头。

切割台 – 支撑珍珠母这样的天然无机材料薄片以进行激光切割。

排气 – 必须有足够的流量来去除激光加工过程中由激光切割、雕刻和打标设备中产生的气体和颗粒物。

空气辅助 – 在激光器焦点附近提供空气射流,帮助去除在天然无机材料激光雕刻、切割和打标过程中产生的气体和颗粒物。



天然无机材料激光材料加工的环境、健康和安全考虑事项

激光-材料相互作用几乎总是产生气态流出物和/或颗粒物。应将天然无机激光材料加工产生的流出物和颗粒物导向外部环境。或者,也可首先使用过滤系统处理排气,然后导向外部环境。燃烧是激光加工所固有的过程,其可能产生明火。因此,应始终对激光材料加工予以监督。