激光切割技術(shù)的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀(jì)中期,隨著激光技術(shù)的發(fā)明和進(jìn)步而逐漸形成。1960年,Theodore Maiman制造出了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器,標(biāo)志著激光時(shí)代的開(kāi)始。然而,激光在工業(yè)上的應(yīng)用則稍晚些時(shí)候才得以實(shí)現(xiàn)。
20世紀(jì)70年代初期,二氧化碳激光器被引入工業(yè)領(lǐng)域,其波長(zhǎng)為10.6微米,非常適合金屬材料的加工。這使得激光切割首次應(yīng)用于紡織品、紙張等非金屬材料的高精度切割。到了70年代末期,隨著激光技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)更高功率激光源的需求增加,激光切割開(kāi)始被用于更廣泛的材料加工中,包括金屬板材的切割。
進(jìn)入80年代,光纖激光器的出現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)了激光切割技術(shù)的發(fā)展,因其高效能和緊湊設(shè)計(jì),在工業(yè)應(yīng)用中表現(xiàn)出色。尤其是21世紀(jì)以來(lái),激光切割技術(shù)不斷革新,不僅提高了切割速度和質(zhì)量,而且拓寬了可處理材料的種類和厚度范圍。現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)集成了先進(jìn)的控制系統(tǒng)和軟件,支持更加復(fù)雜的幾何形狀切割,并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。
從最初的實(shí)驗(yàn)室研究到如今成為制造業(yè)不可或缺的一部分,激光切割技術(shù)經(jīng)歷了快速的發(fā)展,成為了精密工程、汽車制造、航空航天等多個(gè)行業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
激光切割是一種利用高功率密度激光束照射材料,使材料迅速加熱到汽化溫度,從而蒸發(fā)形成孔洞,并借助輔助氣體將熔融物質(zhì)吹走,實(shí)現(xiàn)切割的技術(shù)。它具有多個(gè)顯著特點(diǎn):
首先,精度極高。激光切割的光斑直徑可以聚焦到微米級(jí)別,因此能夠?qū)崿F(xiàn)非常精細(xì)的切割,特別適合于復(fù)雜圖案和精密零件的制造。其次,熱影響區(qū)小。由于激光切割過(guò)程中的能量集中且作用時(shí)間短,材料受熱區(qū)域相對(duì)較小,這有助于減少材料變形,保持工件的整體性能。再者,切割速度快、效率高。相較于傳統(tǒng)機(jī)械切割方法,激光切割在處理薄板時(shí)速度更快,極大地提高了生產(chǎn)效率。此外,它適用范圍廣。無(wú)論是金屬還是非金屬材料,如不銹鋼、鋁合金、陶瓷、塑料等,都可以通過(guò)調(diào)整激光參數(shù)來(lái)進(jìn)行有效切割。最后,激光切割無(wú)需接觸被切割物體,不存在刀具磨損問(wèn)題,減少了維護(hù)成本,同時(shí)也能避免對(duì)材料表面造成劃傷。這些優(yōu)點(diǎn)使得激光切割成為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的一部分。
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