1、摘 要激光切割是用激光精密切割金属、陶瓷、纸张的一种技术 ， 可大大减少加工时间 ， 降低加工成本 ， 提高工件质量 。
由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点 ， 所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题 。
本文主要讲述了激光切割的原理、应用、发展历程以及国外发展现状 。
并阐述了国外先进YAG固体激光切割机、光纤激光切割机和CO2激光切割机的参数特性 。
深入了解了激光切割机 。
通过对激光切割机的深入分析 ， 掌握了现阶段激光切割机的前沿和发展水平 ， 提高了学习机械工程前沿的能力 。
关键词：激光切割技术、应用、优缺点、发展现状ABSTRACTLaser cutting is a techn 。

2、ology that uses a laser to cut precise patterns in most all types of materials such as metal, ceramic, paper and so on. It can greatly reduce the processing time, reduce the processing cost and improve the quality.Because it has precision manufacturing, flexible cutting, the heterogeneous type proce 。

3、ssing, once shaping, speed and higher efficiency, so in industrial production in solving many conventional method can not solve the problem.This essay mainly talks about.the principles, applications, development process and the status of the overseas development of laser cutting,and also describes t 。

4、he advanced YAG solid-state laser cutting machine, laser cutting machine parameters and characteristics of the fiber CO2 laser cutting machine,to develop a greater understanding of the laser cutting machine.Through in-depth analysis of the laser cutting machine, we can master the level and the curre 。

5、nt development of cutting-edge laser cutting machine,and improve the learning ability of mechanical engineering frontier.Keywords: Laser cutting technology;
Application;
Advantages and Disadvantages;
Development situation目 录摘 要IABSTRACTII一激光切割的简介11.1 定义11.2 类型11.3 应用31.4 激光切割的发展41.5 激光切割发展历史5二激光切割的工 。

6、作原理及特性82.1 激光切割机的组成和工作原理82.1 激光切割机的特性9三国外研究现状113.1 国外总体发展现状113.2 德国通快（TRUMPF）133.2.1大功率CO2 激光器（TruFlow）133.2.2 TruFiber 系列光纤激光器153.3 瑞士百超（Bystronic）173.3.1 产品简介173.3.2 性能分析183.4三维激光切割机193.3.1 二维和三维激光切割的区别193.3.2 三维激光切割203.4 其他实例21参考文献23一激光切割的简介1.1 定义 激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件 ， 使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点 ， 同时 。

7、借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质 ， 从而实现将工件割开1 。
图1.1 激光切割机1.2 类型激光切割机可以分为三种类型 ， 简单地介绍一下三种激光切割机的优点：（一）YAG固体激光切割机YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点 ， 但能量效率低一般3% ， 目前产品的输出功率大多在600W以下 ， 由于输出能量小 ， 主要用于打孔和点焊及薄板的切割 。
它的绿色的激光束可在脉冲或连续波的情况下应用 ， 具有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效 ， 也可用于切削、焊接和光刻等 。
YAG固体激光切割机激光器的波长不易被非金属吸收 ， 故不能切割非金属材料 ， 且YAG固体激光切割机需要解决的是提高电源的稳定性 。

8、和寿命 ， 即要研制大容量、长寿命的光泵激励光源 ， 如采用半导体光泵可使能量效率大幅度地增长 。
主要优点：能切割其他激光切割机都无法切割的铝板2 ， 铜板以及大多数有色金属材料 ， 机器采购价格便宜 ， 使用成本低 ， 维护简单 ， 大部分关键技术已被国内企业所掌握 ， 配件价格及维护成本低 ， 且机器操作维护简单 ， 对工人人员素质要求不高 。
主要劣势及缺点：只能切割8mm以下的材料 ， 且切割效率相当较低主要市场定位：8mm以下切割 ， 主要针对自用型中小企业和加工要求不是特别高的大多数钣金制造 ， 家电制造 ， 厨具制造 ， ,装饰装潢 ， 广告等行业用户 ， 逐步取代线切割 ， 数控冲床 ， 水切割 ， 小功率等离子等传统加工设备（二）光纤激光切割机光纤激光切割机由 。

9、于它可以通过光纤传输 ， 柔性化程度空前提高 ， 故障点少 ， 维护方便 ， 速度奇快 ， 所以在切割4mm以内薄板时光纤切割机有着很大的优势 ， 但是受固体激光波长的影响它在切割厚板时质量较差 。
光纤激光器激光切割机的波长为1.06um ， 不易被非金属吸收 ， 故不能切割非金属材料 。
光纤激光的光电转化率高达25%以上 ， 在电费消耗、配套冷却系统等方面光纤激光的优势相当明显 。
根据国际安全标准 ， 激光危害等级分4级 ， 光纤激光由于波长短对人体由于是眼睛的伤害大 ， 属于危害最大的一级 ， 出于安全考虑 ， 光纤激光加工需要全封闭的环境 。
光纤激光切割机作为一种新兴的激光技术 ， 普及程度远远不如CO2激光切割机 。
主要优点：光电转换率高 ， 电力消耗少 ， 能 。

10、切割12MM 以内的不锈钢板 ， 碳钢板 ， 是这三种机器中切割薄板速度最快的激光切割机 ， 割缝细小 ， 光斑质量好 ， 可用于精细切割主要劣势及缺点：目前光纤激光器大部分核心关键技术都掌握在欧美等国家的一两个生产厂家手中 ， 所以大部分机器价格昂贵 ， 大部分的机器价格在200万以上 ， 小功率的也基本在100万元左右 ， 且配件耗材等相关维护费用极高 ， 切割时由于光纤割缝很细耗气量巨大（尤其是在氮气切割时） ， 另外光纤激光切割机很难甚至不能切割铝板 ， 铜板等高反射材料 ， 且在切割厚板时速度很慢主要市场定位：12mm以下切割 ， 尤其是薄板的高精密加工 ， 主要针对对加精度及效率要求极高的厂家 ， 估计伴随着4000W及以上激光器的出现 ， 光纤激 。

11、光切割机最终会取代CO2大功率激光切割机的大部分市场 。
（三）CO2激光切割机CO2激光切割机 ， 可以稳定切割20mm以内的碳钢 ， 10mm以内的不锈钢 ， 8mm以下的铝合金 。
CO2激光器的波长为10.6um ， 比较容易被非金属吸收 ， 可以高质量地切割木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料 ， 但是CO2激光的光电转化率只有10%左右 。
CO2激光切割机在光束出口处装有喷吹氧气、压缩空气或惰性气体N2的喷嘴 ， 用以提高切割速度和切口的平整光洁 。
为了提高电源的稳定性和寿命 ， 对于CO2气体激光要解决大功率激光器的放电稳定性 。
根据国际安全标准 ， 激光危害等级分4级 ， CO2激光属于危害最小的一级 。
了解激光切割机的优点 ， 根 。

12、据不同的切割目的 ， 来选择不同的切割方法 。
主要优点：功率大 ， 一般功率都在2000-4000W之间 ， 能切割25毫米以内的全尺寸不锈钢 ， 碳钢等常规材料 ， 以及4 mm以内铝板和60MM以内的亚克力板 ， 木质材料板 ， PVC板 ， 且在切割薄板时速度很快 。
另外 ， 由于CO2激光器输出的是连续激光 ， 其在切割时 ， 是这三种激光切割机中切割断面效果最光滑最好的 。
主要劣势及缺点：由于CO2激光器大部分核心关键技术都掌握在欧美厂家手中 ， 所以大部分机器价格昂贵 ， 大部分的机器价格在200万以上 ， 且配件耗材等相关维护费用极高 ， 另外在实际使用用运营成本很高 ， 且切割时耗气量很大,很难甚至不能切割铝板 ， 铜板等高反射材料主要市场定位：6- 。

13、25毫米的中厚板切割加工 ， 主要针对大中型企业以及部分纯对外加工的激光切割加工企业 ， 但由于其激光器维护耗损大 ， 主机耗电量大等无法克服因素 ， 今年来其市场收到固体激光切割机以及大功率激光切割机的巨大冲击 ， 市场处于明显萎缩的状态 ， 估计经过未来激光器的进一步发展 ， 最终CO2激光切割机将被后两者所主簿取代 。
激光切割机 ， 是上世纪末本世纪初 ， 新兴的一种板材加工机械设备 。
经过国内外近20年的不断技术更新和工艺发展 ， 激光切割这工艺以及激光切割机设备 ， 正被广大板材加工企业所熟悉和接受 ， 并以其加工效率高、加工精度高、切割断面质量好、可进行三维切割加工等诸多优势逐步取代等离子切割、水切割、火焰切割、数控冲床等传统板材加 。

14、工手段 。
经过经二十年的发展 ， 根据激光发生器的不同 ， 目前市面上激光切割机大致可分为三种：CO2激光切割机 ， YAG固体激光切割机 ， 光纤激光切割机三种 。
1.3 应用大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人 。
激光切割作为一种精密的加工方法 ， 几乎可以切割所有的材料 ， 包括薄金属板的二维切割或三维切割 。
在汽车制造领域 ， 小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用 。
德国大众汽车公司用功率为500W的激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲面件 。
在航空航天领域 ， 激光切割技术主要用于特种航空材料的切割 ， 如钛合金、铝合金、镍合金、铬合金、不锈钢、氧化铍、复合材料、塑料、陶瓷及石英等 。
用激光切割加工的 。

15、航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等 。
激光切割成形技术在非金属材料领域也有着较为广泛的应用 。
不仅可以切割硬度高、脆性大的材料 ， 如氮化硅、陶瓷、石英等；还能切割加工柔性材料 ， 如布料、纸张、塑料板、橡胶等 ， 如用激光进行服装剪裁 ， 可节约衣料10%12% ， 提高功效3倍以上 。
图1.2 激光切割机在皮革、纸张、陶瓷、木头、玻璃和金属方面的应用1.4 激光切割的发展 激光切割是激光加工行业中最量要的一项应用技术,由于具有诸多特点,已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门3 。
近年来 。

16、 ， 激光切割技术发展很快 ， 国际上每年都以2030的速度增长 。
我国自1985年以来 ， 更以每年25以上的速度增长 。
由于我国激光工业基础较差 ， 激光加工技术的应用尚不普遍 ， 激光加工整体水平与先进国家相比仍有较大差距 ， 相信随着激光加工技术的不断进步 ， 这些障碍和不足会得到解决 。
激光切割技术必将成为21世纪不可缺少的重要的钣金加工手段 。
激光切割加工广阔的应用市场 ， 加上现代科学技术的迅猛发展 ， 使得国内外科技工作者对激光切割加工技术进行不断探入的研究 ， 推动着激光切割技术不断创新 ， 激光切割技术的发展方向如下： (1)伴随着激光器向大功率发展以及采用高性能的CNC及伺服系统,使用高功率的激光切割可获得高的加工速度,同 。

17、时减小热影响区和热畸变;
所能够切割的材料板厚也格进一步地提高 ， 高功率激光可以通过使用Q 开关或加载脉冲波 ， 从而使低功率激光器产生出高功率激光 。
(2)根据激光切割工艺参数的影响情况 ， 改进加工工艺 ， 如：增加辅助气体对切割熔渣的吹力；加入造渣剂提高熔体的流动性；增加辅助能源 ， 并改善能量之间的耦合；以及改用吸收率更高的激光切割 。
(3)激光切割将向高度自动化、智能化方向发展 。
将CAD/CAPP/CAM4以及人工智能运用于激光切割 ， 研制出高度自动化的多功能激光加工系统 。
(4)根据加工速度自适应地控制激光功率和激光模式或建立工艺数据库和专家自适应控制系统使得激光切割整机性能普遍提高 。
以数据库为系统核 。

18、心 ， 面向通用化CAPP开发工具 ， 对激光切割工艺设计所涉及的各类数据进行分析 ， 建立相适应的数据库结构 。
(5)向多功能的激光加工中心发展 ， 将激光切割、激光焊接以及热处理等各道工序后的质量反馈集成在一起 ， 充分发挥激光加工的整体优势 。
(6)随若Internet和WEB技术的发展 ， 建立基于WEB的网络数据库 ， 采用模糊推理机制和人工神经网络来自动确定激光切割工艺参数 ， 并且能够远程异地访问和控别激光切割过程成了不可避免的趋势 。
(7)三维高精度大型数控激光切割机及其切割工艺技术 ， 为了满足汽车和航空等工业的立体工件切割的需要 ， 三维激光切割机正向高效率、高精度、多功能和高适应性方向民展 ， 激光切割机器人的应用 。

19、范围将会愈来愈大 。
激光切割正向着激光切割单元FMC、无人化和自动化方向发展 。
1.5 激光切割发展历史自从1967年Sullivan和Houldcraft首先提出并实现用吹氧法进行金属的气体激光切割以来,激光切割以其切割范围广、切割速度高、切缝窄、切割面粗糙度低、热影响区小、热畸变小、加工柔性好、可实现众多复杂零件的切割5等优点而成为现代工业应用中的第一大户 。
在美国、德国、日本等发达国家,因其汽车工业的发达而使用比例达以上 。
有些原子或离子的高能级或次高能级却有较长的寿命 ， 这种寿命较长的较高能级 ， 称为亚稳态能级 ， 而这些亚稳态能级的存在时形成激光的重要条件 。
某些具有亚稳态能级结构的物质 ， 在一定外来光 。

20、子能量激发的条件下 ， 会吸收光能 ， 使处在较高能级（亚稳态）的原子（或粒子）数目大于处于低能级（基态）的原子数目 ， 这种现象称为“粒子数反转” 。
在粒子数反转的状态下 ， 如果有一束光子照射该物体 ， 而光子的能量恰好等于这两个能级对应的能量差 ， 这时就能产生受激辐射 ， 输出大量的光能 ， 从而产生激光 。
自然界中 ， 能量的传递有三种方式：自发辐射、受激辐射、受激吸收 。
如图1.2所示 ， 但只有第（2）种情况才有可能产生激光 。
图1.2 能量传递的三种方式激光束聚焦成很小的光点其最小直径可小于0.1mm） ， 使焦点处达到很高的功率密度可超过106Wcm2) 。
这时光束输入（由光能转换）的热量远远超过被材料反射、传导或扩散部分 ， 材料 。

21、很快加热至汽化湿度 ， 蒸发形成孔洞 。
随着光束与材料相对线性移动 ， 使孔洞连续形成宽度很窄（如0.1mm左右）的切缝 。
切边热影响很小 ， 基本没有工件变形 。
切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助气体 。
钢切割时得用氧作为辅助气体与溶融金属产生放热化学反应氧化材料 ， 同时帮助吹走割缝内的熔渣 。
切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气 ， 棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体 。
进入喷嘴的辅助气体还能冷却聚焦透镜 ， 防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热 。
激光源一般用二氧化碳激光束 ， 工作功率为5002500瓦 。
该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低 ， 但是 ， 通过透镜和反射镜 ， 激光束聚集在很小的区域 。
能量的高度集中能够进行迅速 。

22、局部加热 ， 使切割材料蒸发 。
此外 ， 由于能量非常集中 ， 所以 ， 仅有少量热传到钢材的其它部分 ， 所造成的变形很小或没有变形 。
利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料 ， 所切割的坯料不必再作进一步的处理 。
大多数有机与无机都可以用激光切割 。
在工业制造占有分量很重的金属加工业 ， 许多金属材料 ， 不管它具有什么样的硬度 ， 都可进形无变形切割（目前使用最先进的激光切割系统可切割工业用钢的厚度已可接近20mm） 。
当然 ， 对高反射率材料 ， 如金、银、铜和铝合金 ， 它们也是好的传热导体 ， 因此激光切割很困难 ， 甚至不能切割（某些难切割材料可使用脉冲波激光束进行切割 ， 由于极高的脉冲波峰值功率 ， 会使材料对光束的吸收系数瞬间急剧提高） 。
激光切 。

23、割无毛刺 ， 皱折、精度高 ， 优于等离子切割 。
对许多机电制造行业来说 ， 由于微机程序的现代化激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件（工件图纸也可修改） ， 它往往比冲切、模压工艺更被优先选用；尽管它加工速度慢于模冲 ， 但它没有模具消耗 ， 无需修理模具 ， 还节约更换模具时间 ， 从而节省加工费用 ， 降低产品成本 ， 所以从总体上讲在经济上更为合算 。
另一方面 ， 从如何使模具适应工件设计尺寸和形状变化角度看 ， 激光切割也可发挥其精确、重现性好的优势 。
作为层叠模具的优先制造手段 ， 由于不需要高级模具制作工 ， 激光切割运转费用也并不昂贵 ， 因此还能显著地降低模具制造费用 。
激光切割模具还带来的附加好处是模具切边会产生一个浅硬化层（热影响区 。

24、） ， 提高模具运行中的耐磨性 。
激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来无应力优势 ， 由此提高了使用寿命 。
二激光切割的工作原理及特性2.1 激光切割机的组成和工作原理激光切割机组成部件包括：(1)激光电源,供给激光振荡用的高压电源 。
(2)激光振荡器 产生激光的主要设备 。
(3)折射反射镜 用于将激光导向所需要的方向 。
为使光束通路不发生故障 ， 所有反射镜都要用保护罩加以保护 。
(4)割炬 主要包括枪体、聚焦透镜和辅助气体喷嘴等零件 。
(5)切割工作平台 用于安放被切割工件 ， 并能按控制程序正确而精确地进行移动 ， 通常由伺机电机驱动 。
(6)割炬驱动装置 用于按照程序驱动割炬沿X轴和Z轴方向运动 ， 由伺服电动机和丝杆等 。

25、传动件组成 。
(7)数控装置 对切割平台和割炬的运动进行控制 ， 同时也控制激光器的输出功率 。
(8)操作盘 用于控制整个切割装置的工作过程 。
(9)气瓶 包括激光工作介质气瓶和辅助气瓶 ， 用于补充激光振荡的工作气体和供给切割用辅助气体(10)冷却水循环装置 用于冷却激光振荡器 。
激光器是利用电能转换成光能的装置 ， 如CO2气体激光器的转换效率一般为20% ， 剩余的80%能量就变换为热量 。
冷却水把多余的热量带走以保持振荡器的正常工作 。
(11)空气干燥器 用于向激光振荡器和光束通路供给洁净的干燥空气 ， 以保持通路和反射镜的正常工作 。
激光切割原理：激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45全反射镜变为垂直向下的激光束 。

26、 ， 后经透镜聚焦 ， 在焦点处聚成一极小的光斑 ， 使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点 ， 同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质 ， 从而实现将工件割开 。
图2.1 激光切割头图2.2 激光切割原理图2.1 激光切割机的特性激光切割机的优点：(1)切割质量好 。
由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快 ， 因此激光切割能够获得较好的切割质量 。
激光切割切口细窄 ， 切缝两边平行并且与表面垂直 ， 切割零件的尺寸精度可达0.05mm6 。
切割表面光洁美观 ， 表面粗糙度只有几十微米 ， 甚至激光切割可以作为最后一道工序 ， 无需机械加工 ， 零部件可直接使用 。
(2)切割速度快 。
例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/m 。

27、in；2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小 。
(3)清洁、安全、无污染 。
大大改善了操作人员的工作环境 。
当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超过电加工；就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平 。
(4)加工灵活性好 ， 既能够切割平面共建 ， 又能切割立体工件 。
可以从任意一点 。
(5)使用范围广 ， 能切割易碎的脆性材料 ， 以及极软、极硬的材料；切割淬火钢时 ， 可使其硬度不变 。
(6)激光切割的深宽比高 ， 对于非金属可以达到100：1以上 ， 对于金属也可以达到20：1左右 ， 还可以切割不穿透的盲槽 。
(7)切口平行度好 ， 表面粗造度小 ， 切口有菱角 ， 对做冲模有利 。
(8)无工件磨损 ， 易 。

28、于数控或计算机控制 ， 并可多工位操作 。
激光切割机的缺点：(1) 材料限制（包括晶体和反光材料） 。
(2)生产冲孔使花纹设计更加困难 。
(3)发射的激光会带来安全隐患 。
(4)成本高（激光切割成本比其他切割过程成本高） 。
三国外研究现状3.1 国外总体发展现状从工业领域来看 ， 金属和非金属的激光切割是激光加工最主要的应用领域 ， 最具代表性的是应用于汽车工业中 ， 车身覆盖件三维轮廓的激光切割有大量的应用 ， 据估计60的汽车零件通过激光加工来提高零件质量 。
美国、欧洲、日本等工业发达国家的激光切割已经形成一个新兴的高技术产业 ， 工业激光器和激光切割机的销售逐年增加 ， 在全球生产、销售用于激光加工领域中有超过40的激光器是做 。

29、切割用途 。
日本是最早把激光切割加工系统引入汽车生成中的国家 ， 主要应用于大型覆盖件的下料切边 ， 挡风板的激光切割等 。
美国的福特和通用公司以及日本的丰田、日产等汽车公司 ， 在汽车生产线上普遍采用激光切割技术 。
日本在激光加工方面的研究走在世界的前列 ， 已经在车门制造过程中将钢板切割 ， 焊接和压模成形一体化 ， 并且取得了很大的进展 。
德国巴伐利亚洲激光技术中心（BLZ）研发出铝泡沫夹层材料（AFS）的激光切割技术7 ， AFS是一种卓越的汽车轻量化复合材料 ， 其芯部为铝金属泡沫材料 ， 外层是两个很薄的包覆薄板材（件） ， 重量轻 ， 刚性好 ， 且强度高 ， 可任意成形 。
AFS应在形成泡沫和非泡沫状态下被激光切割（加工） 。
自上世纪七十年 。

30、代初 ， 激光切割技术投入生产应用以来 ， 发展速度非常快 ， 技术日趋完善 。
目前工业发达国家对这一技术的运用较为广泛 。
促使激光切割技术得到更多使用的主要原因是：激光切割具有热变形小、切割精度高、易于实现无人自动切割 。
通过使用改进型的大功率激光源 ， 使其切割速度接近了等离子切割的水平 ， 从切割表面质量来看 ， 激光切割优于等离子切割 。
目前 ， 国外已研制出适用于坡口切割的激光处理器和相关的控制软件 。
解决了激光坡口切割所需大量数据处理的问题 ， 使的在切割过程中的角度、光距以及运行速度得到了有效的控制 。
这样使激光切割更具实用性 。
其中德国ESAB和TRUMPF公司已向市场推出多功能三维激光切割机 。
目前 ， 国际上有代表性的激光切 。

31、割机设备制造商有：德国通快TRUMPF公司 ， 瑞士百超BYSTRONIC ， 意大利PRIMA ， 美国WHITNEY公司和日本TANAKA公司等 。
这些国际知名公司已陆续开发出了大功率、大幅面、高速、飞行光路 ， 三维立体、数控自动的激光切割机 ， 并且每年都在推出新的机型 。
随着激光切割机的逐步普及 ， 市场要求进一步提高切割效率(高速切割)、降低待机时间(自动上下料系统)、扩大应用面(向三维立体切割、厚板、高反射材料发展)、降低运行成本(降低电耗)等 。
国外激光切割技术发展趋势有：1.高速度在设备的运行速度上 ， 目前多家企业竞相开发高速高精度切割机 ， 用以取代机械冲床 ， 例如瑞士百超激光有限公司推出的BYSPEED机型 ，。

32、切割速度可达 40m/min ， 加速度为3g ， 可切割20 mm的不锈钢 ， 12mm的铝合金和6mm的紫铜等 ， 其电耗仅60kW ， 机器有效利用率可达95% ， 在薄板加工效率上与冲床相当 。
普瑞玛工业公司最新推出的SYNCRONO机床8则采用了一种与众不同的全新设计理念 ， 首次在激光切割设计中引入了并联机床的概念 ， 并将两台机床合二为一：一台具有极高动态性能和极轻重量的小型切割机床(切割头)和一台负责在大加工范围内移动的大型传统机床 ， 两者之间通过数控实现完美的同步运动和最佳的加工效率优化 。
由于切割头部分的重量极轻 ， 故能实现非常高的动态性能 ， 同时机床还采取了特殊的动态平衡设计和专门优化的驱动控制算法 ， 使其在高速运 。

33、动的同时轨迹光滑且完全避免了振动 。
这种设计的结果使SYNCRONO机床达到了一种超乎想象的加T效率 ， 其切割时的加速度可达6g ， 一分钟内可以切割1000个孔 ， 几乎比目前市场上最快的切割机还要快一倍 。
同时其运行成本远远低于对手 ， 实际上 ， SYNCRONO正在开创一个激光切割新时代 。
2.多自由度激光切割机广泛地应用到复杂曲面 ， 工件的加工 ， 如激光切割机器人、专门用于管材切割的2.5D激光切割机、3D光纤传输激光切割机等 。
以前的三维激光切割机只能进行汽车内饰件的切割 ， 无法加工金属冲压件 。
普瑞玛工业公司创造性地将电容式传感器集成到三维激光切割设备中 ， 使机床可以自动适应冲压件弹性变形造成的误差 ， 从而使三维激光 。

34、切割技术真正成为汽车车身加工的一种精密、灵活的加工手段 ， 广泛应用于汽车、航天航空工业、工程机械、模具、健身器材、钣金加工等制造领域 。
3.大幅面大厚板目前 ， 国际上出现了“精密造船”的概念 ， 美国、欧盟、日本、韩国等围家和地区的船舶制造普遍采用高功率激光切割技术 。
目前国外主流大幅面激光切割机一般采取机载激光器结构 ， 加工幅面为3m25m ， 切割板厚可达到40mm ， 在船舶、舰艇等行业得到越来越多的应用 。
4.智能化进一步把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的T件定位相结合 ， 将自动排料、切割工艺数据库、远程诊断、远程控制集成一体9 ， 把激光切割的功能部件与其他加工方法组合 ， 制成如激光冲床等 。

35、多功能加工机 ， 更符合工厂复杂加工高效的需要 ， 它兼有激光切割的多功能性和其他加工形式的高速高效的特点 ， 可同时完成切割、打孔、打标、划线、成形等 。
3.2 德国通快（TRUMPF）德国通快是全球领先的激光技术和生产技术的厂家之一 ， 其生产的激光切割机具有大功率、多自由度、精密加工等特点 。
TRUMPF的激光技术被广泛用于各种行业部门 ， 包括传动部件和精密零件 ， 排气部件 ， 传感器和控制元件 ， 拼焊板 ， 管材和型材等 。
德国通快不仅创造了起搏器和苹果标志 ， 也构建了太阳能电池 ， 切支架微观结构和钻小孔中的多氯联苯 。
无论是金属 ， 塑料 ， 玻璃 ， 陶瓷 ， 木材或纸， 其产品在世界上开辟了全新的可能性 。
3.2.1大功率CO2 激光器（ 。

36、TruFlow）CO2激光器在激光材料加工领域已经被证明是工作可靠、耐负荷的激光源 。
如今 ， 全世界有几万台激光源应用在各行各业 。
其中大部分用作激光切割和激光焊接 。
CO2激光束的波长在远红外波段 ， 即 10.6 m 。
如图3.1为TruFlow气体激光协振器 。
图3.1 TruFlow气体激光协振器德国TRUMPF公司的TruFlow ， 激光切割功率超过2KW ， 被广泛的用于二维和三维钣金部件、焊接传动件、排气部件、管材以及型材 。
TruFlow的最高功率范围为12KW20KW ， 原金属版可以可靠地进行焊接 。
表3.2列出了激光器切割机参数 。
表3.2德国TRUMPF公司的TruFlow激光切割机参数TruFlow 。

37、优点：正方形 ， 可靠 ， 牢固 。
具有折叠成正方形的结构 ， 且气体激光起振器所有承受热负荷的部件始终保持温度稳定 ， 从而使 TruFlow 系列激光器具备优异的热力学稳定性和机械稳定性 。
历经数十年的发展历史 ， 该系列激光器能使用户得到随时可重现、高质量的加工结果 。
高效 。
耐磨损的气体循环装置采用配备电磁轴承的涡轮离心鼓风机 ， 与激光气体的高频激发装置相结合 ， 使激光器达到最佳的工作效率 ， 并且尽量降低维护保养和运行成本 ， 同时确保很高的机器可用性 。
操作简单 。
激光器控制系统具有开放式的接口结构 ， 使激光器可以很方便地集成到上一级设备的控制系统中 。
在手动操作激光器时 ， 激光器操作软件的交互式菜单导航功能可以使操作员很容易就找 。

38、到所有的操作功能 。
图3.3 激光切割金属材料图3.4 激光焊接传动部件3.2.2 TruFiber 系列光纤激光器由于光束质量很高 ， 在要求加工十分精密的领域 ， 光纤激光器是人们的首选10 。
利用这种激光器 ， 在您的零部件上可以生成细长的焊缝和很窄的割缝 ， 并且都具有很高的加工质量 。
如图3.5为TruFiber光纤激光器 。
图3.5 TruFiber光纤激光器光纤激光器是在几年之前才开始应用在制造业 。
由于采用单晶结构 ， 光纤激光器可以达到很高的光束质量 ， 即人们所说的基模光束质量 。
这样就可以在工件表面达到很高的功率密度 ， 并且相应设计的各个系统以很高的加工速度运行 。
因此 ， 光纤激光器特别适于扫描焊接 ， 而且在用户要 。

39、求焊缝或割缝特别细时优点就更为突出 。
光纤激光器的典型应用领域包括：(1)IT业；(2)医疗器械业；(3)精密制造业/精密机械；(4)电气设备/电子工业；(5)光伏业 。
图3.6为TruFiber光纤激光器参数 。
图3.6 TruFiber光纤激光器参数图3.7 激光切割定子片图3.8 激光焊接手机电池3.3 瑞士百超（Bystronic）3.3.1 产品简介瑞士百超（Bystronic）采用两种类型的激光器：CO2激光器和光纤激光器11 。
CO2激光器采用混合气体来产生激光束 。
借助无磨损半导体激励模块产生激光器中苏需要的高电压 。
百超（Bystronic）使用这种板材的原因在于它与传统解决方案相比更小 。

40、、更高、更可靠 。
CO2技术广泛适用于不同材料及不同板厚的加工 。
图3.9 CO2激光器光纤激光器是激光切割领域的最新开发成果 。
激光束在活性纤维中生成 ， 再通过传导纤维引导至机床的切割头 。
光纤激光器比 CO激光器体积小得多 ， 而且在相同供电条件下产生的功率多一倍 。
光纤激光切割设备主要适用于较薄或中等厚度板材的加工 ， 同时也可用于切割有色金属 (紫铜和黄铜) 。
图3.10 光纤激光器激光束被切割头中的透镜聚焦后 ， 通过一个割嘴被引导至工件上 。
同时 ， 切割气体也从这个割嘴喷出 。
根据不同的应用可分别使用氧气、氮气或压缩空气作为切割气体 。
图3.11 切割气体3.3.2 性能分析瑞士百超（Bystronic）CO2激光 。

41、器和光纤激光器性能分析：(1)最高速度为：169m/min(2)最大厚板：25mm.(3)最大幅面：12mX2.5m.3.4三维激光切割机3.3.1 二维和三维激光切割的区别(1)重力影响的不同 。
在采用同轴喷嘴和加工头始终与工件表面垂直的条件下,对平面激光切割而言,重力方向始终与辅助气体喷射压力的方向一致；对三维激光切割而言,重力方向存在与辅助气体喷射压力方向不一致的情况,即重力方向与喷射压力成一定的夹角,这样一来,熔池内的流体平衡不再全靠通常的所谓体积浮力脚来维持,而是靠自由边界形变产生的表面张力维持 。
图3.12 重力方向对二维和三维激光切割影响的示意图（a）平面切割情况；（b）三维切割情况 。

42、（假设工件不运动 ， 切割头运动）(2)工件散热情况不尽相同12 。
对于图3.4所示的二维及三维待切割工件而言,工件散热情况见图中箭头所示 。
不同的散热状况势必造成切割件几何形状、切口附近组织、热影响区大小等的不同 。
图3.13 二维平面激光切割和三维空间切割的散热情况比较（a）平面直线激光切割；（b）平面曲线激光切割；（c）空间曲面切割(3)切割工艺技巧不尽相同 。
例如对图所示的二维及三维待切割工件而言,前者需空走一段距离才能实现拐角优质激光切割后者的实现需不停地调整激光切割头姿势,以保证激光切割头始终与工件表面垂直,从而获得优良的切割质量 。
图3.14 激光二维平面切割和三维空间曲面切割的工艺技巧（a） 。

43、 激光切割平面直角工件；（b）激光切割三维空间曲面工件3.3.2 三维激光切割三维激光切割是利用工业机器人灵活和快速的动作性能 ， 根据用户切割加工工件尺寸的大小不同 ， 可以选择将机器人进行正装或者倒装对不同产品、不同轨迹进行示教编程或离线编程 ， 机器人的第六轴装载光纤激光切割头对不规则工件进行三维切割13；光纤激光切割头上配备随动装置和光路传输装置 ， 利用光纤将激光传输到切割头上 ， 再利用聚焦系统进行聚焦 ， 针对不同厚度的板材开发出多套聚焦系统对多种三维金属板材进行多方位的切割 ， 满足客户的需求 。
三维激光切割机广泛应用于航空航天、汽车轮船、机械制造、电梯制造、广告制作、家用电器制造、医疗器械、五金、装饰、金 。

44、属对外加工服务等各种制造行业 。
图3.15 恒尔泰三维激光切割机3.4 其他实例除此之外 ， 激光切割还用于打标、医疗设备、焊接等 ， 如图3.16与图3.17 所示 。
图3.16 激光切割用于无缝标记图3.17 激光切割用于医疗设备参考文献1姜楠. 激光切割技术J. 科技传播.2014.10:189-190.2 毕玉春,汪小锋.浅谈激光切割技术J. 中国水运(理论版). 2007.04:35-38.3赵殿甲. 激光切割技术的应用与发展J. 煤矿机械,2006,08:5-6.4 徐秀琼,刘继展,李萍萍. 激光切割技术的发展现状及农业领域应用发展J. 农机化研究. 2013.03:78-80.6邓家科,王中 。

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标题：激光|激光切割技术论文