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金属

金属是具有很高导热和导电性的无机材料。金属可被轧制成形板材或片材,也可以浇铸或机加工成形更复杂的形状。金属可以是铁或铬等单质。金属也可以使两种或以上元素的混合物。例如,不锈钢同时含有铁和铬。激光打标是金属的常见应用。激光切割和雕刻使用足够大的激光功率也有可能。请访问我们的材料供应商列表以了解金属供应商。

金属样品

金属类型


裸露金属







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。最常见的金属加工工艺如下:


激光切割(金属)
光纤激光束的能量很容易被大部分金属吸收,造成直接位于激光束路径中的材料迅速升温和熔融。如果激光功率足够高,激光束将使材料完全熔融。高压空气射流被用来在金属熔融时将其去除,得到光滑和平直的边缘,伴有很小的热影响区。

激光雕刻(金属)
可限制光纤激光束的功率,使其将材料去除(雕刻)到指定的深度。通常需要进行数道激光雕刻。金属激光雕刻的通常深度是0.003至0.005"(75至125微米)。但是,一次性去除如此多金属可能造成熔融或变形。因此金属雕刻通常需要数道完成。激光雕刻工艺可用于形成无法通过加热或磨损去除的永久性标识印记。

激光打标(金属)
激光打标在没有材料的去除的同时改变金属的外观。有几种不同的激光打标类型可用于金属。使用光纤激光器或CO2激光器均可完成直接激光打标。在直接打标中,激光束的能量加热金属表面,造成其氧化。这种氧化造成暴露于激光束的金属变暗,形成了不可磨灭的黑色标记。光纤激光器也可用于形成金属表面上的明亮(或抛光)标记。金属也可间接打标,或者通过添加金属打标胶这样的涂层,或者通过去除油漆这样的涂层。激光打标可用于传达信息,如序号或徽标。

组合加工
可组合执行上述的激光切割、雕刻和打标工艺,而无需移动或重新夹持金属零件。







金属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金属件,或者必须配备加工大件所需的4类能力。

波长 – 1.06微米的波长可被大部分的金属很好地吸收,被推荐用于金属的激光切割、雕刻和直接打标。10.6 µm波长CO2激光器是使用金属打标胶或涂层去除的间接打标工艺的最佳选择。

激光功率 – 必须基于将要执行的加工工艺选择激光功率。建议使用至少50瓦的光纤激光器进行金属激光切割和雕刻。40或50瓦的光纤激光器功率可用于金属直接打标。建议使用25到150瓦的CO2激光功率进行金属直接打标。

镜头 – 2.0镜头是进行金属激光加工的最佳通用镜头。

排气 – 必须有足够的流量来去除激光加工过程中由金属激光切割、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,帮助去除激光切割和雕刻过程中的熔融金属。也有助于去除激光雕刻、切割与打标过程中产生的气体和颗粒物。



金属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。对于激光金属切割和雕刻,流出物将包括金属颗粒物。对于直接金属打标,则将包括涂层组分。应将这种流出物导向外部环境。也可首先使用过滤系统处理,然后导向外部环境。所有激光加工都会产生热量。因此,应始终对金属激光材料加工予以监督。