不同材質切割介紹

雷射切割技術可以廣泛應用於各個行業,應用於行業中金屬與非金屬的材料加工上,可大大減少加工時間,降低能源耗損。而在各種材料的雷射切割中,「鋁」因為高純的性質難切割,故厚度在6毫米以下始能切割,且只能在雷射切割機系統上先安裝有「反射吸收」裝置才能進行切割,否則可能會毀壞內部組件。

另外「銅」及「黃銅」皆具非常好的熱傳導性及高反射率,前者在厚度2毫米以下可進行切割,雷射切割加工需使用氧氣,後者在厚度1毫米以下可用氮氣雷射切割加工,且在系統上同樣先安裝「反射吸收」裝置才能切割,否則反射會毀壞光學組件。在雷射切割加工「不鏽鋼」時,在邊緣氧化的情形下同樣需要氧氣,而若使用氮氣得到無氧化無毛刺的邊緣,則在板材表面塗層油膜即可得到更好的穿孔效果,增強加工質量。「鈦板材」則使用氬氣和氮氣作為雷射切割加工氣體進行切割。

另外「壓克力」是大眾常用的雷射切割材質,特別是透明壓克力,受到不少人的喜愛,在其正面或背面貼上色卡,再搭配壓克力本身的亮度與透明度,相當質感,且雷射切割上不像木材會有碳化黑邊,通常都能維持本色。特殊材料方面,諸如「軟木板」,由軟木粒及混合劑經高壓高溫製造而成,木材類經過雷射切割後,因高溫後碳化,通常會呈現黑色或棕色。另外可加工的合成材料還有熱塑性塑料、熱硬化材料及人造橡膠。

雷射切割的使用方式

「雷射」是英文名稱LASER的音譯,是取自英文通過激發輻射的光放大的各個詞頭一個字母組成的縮寫詞,指通過刺激原子導致電子躍遷釋放輻射能量而產生的具有同調性的增強光子束,其特點包括發散度極小,亮度(功率)可以達到很高等,產生雷射需要「激發來源」,「增益介質」,「共振結構」這三個要素。如今雷射機廣泛用於民間行業,可以做板金雷射、雷射切割代工、雷射焊接加工、雕刻、打標用,日益普及受到很大的關注。雷射切割又可分為兩種,一為切割後完全貫穿,另一種則是劃線不穿透。

在實際使用上,有幾點使用方式技巧,雷射切割機上的易損物品為雙焦距雷射切割頭,長期使用可能導致雷射切割頭的損壞。器具會經年累月耗損,故應每半年檢查雷射切割機軌道上.直線度及機器的垂直度,若發現不正常才能及時維護調整;倘若無此步驟,切割出來的效果可能就不會好,且誤差會增加影響切割質量。若能每周一次用真空吸塵器吸掉機器內的粉塵及污物,電器具應尚能耐損。

而人員也須經常檢查雷射切割機的鋼帶、確保拉緊,否則若在運行中出錯可能傷及人員,嚴重還可能導致死亡。雷射切割機的各專軌皆應定期清理,排除粉塵等污染物等確保設備正常,齒條亦須經常擦拭、加潤滑油,如此一來切割出來的產品質量就會相對提高許多。

 

雷射切割的注意事項

雷射切割器機能夠對產品進行批量加工,在使用前會先將製作完成的圖紙導入機械中,利用排版軟體將圖形排列整合,此一過程雖然短,內含蘊著極大的學問。其中所需檔案一定要為向量檔,因向量檔為有方向、有單位的一個量,可明確顯示某一條線的長度、角度、方向,電腦能根據這些資訊進行雷射切割。

切割厚板和熱板時,因其板熱量影響較大,在小圖形和拐角尖角的地方就容易燒邊,影響到質量。而當減速切割薄鋼板的拐角時,雷射產生的熱能會熔化拐角,故可先在拐角處生成小半徑,保持高速切割,如此一來可避免出現鋼板過熱熔化的現象,且減少切割時間,除了提高生產力更能有良好的切割品質。為了在切割較厚板時,使割縫銜接良好並防止始端和終點燒傷,故在切割的起始處及結束處各引一段過渡線,稱為引線和尾線,然須注意不可將引線設置在尖角等不易散熱處,引線與割縫的連接則盡量採用圓弧過渡,使機器運動平穩、避免轉角停頓造成的燒傷。

而為了使生產效率最大化,許多雷射切割設備都是24小時連續運轉,採行無人操作的自動化設備,這方面也有幾點須多加留意:應事先規劃好合適的切割路徑,繞道已割好的零件,減少碰撞;最佳的切割路線亦能減少切割時間。雷射完後,切割設備工作台上的需盡快的撤下避免邊緣鋒利的餘料造成了人身傷害。

雷射切割線的繪製

目前較常用的軟體如Adobe Illustrator、Corel Draw、AUTO CAD等能繪製出向量檔,雷射切割須根據向量檔中標明的長度方向進行切割,若在繪製的路徑長度與複雜度上能小心操作,即能節省掉一定程度成本及降低失敗的風險。

一般來說雷射繪圖會依據材質、材料的厚度不同而有所調整。以金屬材質為例,若選用1mm則最小保留間隙須大於1mm,選用5mm金屬材質,則要大於5mm:非金屬材質為例,5mm以下至少間隙要大於1mm以上,大於5mm以上則最好保持2mm以上,因切割時若圖檔小於保留間隙,則有很大機會熔燒掉,造成物品的不完整無法製作。另一個是大家比較常會遇到的問題,由於雷射切割是屬於電腦切割,在製作檔案時可能螢幕上看起來只為一條線,然而在電腦解讀時檔案內的切割路徑都會被解讀出,在切割時會依照每條線如實地被切割,此為「重覆線」,如此一來會大大影響切割出來的品質,且也容易造成電腦誤判,避免不必要的成本損失。而由於在軟體線性設定上,若需將線段路徑設定成虛線樣式,要注意在螢幕顯示出來給使用者看的為「虛線」,然實際上在電腦的解讀還是一條「直線」,所以若需將雷射切割虛線的線段做出來,就須先將虛線的線一段一段畫出,如此在雷射切割時,電腦才會將其正確切割出所需的虛線線段。