如何挑选激光切割机 ?



介绍激光切割机设备前,大家须对激光切割和其加工原理有基础的认识了解,并对不同品牌的激光切割机有清楚认知,以便让大家可以找到符合自己需求的激光切割机。

什么是激光切割
一九六○年美国科学家梅曼(T.H.Maiman)利用红宝石制成世界第一具激光时,至今日,激光已广泛应用在通讯、国防、制造业、商业、医学等领域。激光会依诱发介质的不同而产生不同的波长,其介质分别为固态、液态、气态以及后来发展的半导体激光。我们利用不同波长与介质的特性来运用在不同的领域上面,例如半导体激光由于功率小但精细度高,常被拿来大量运用在光盘机的激光读写头上或是常见的简报笔上。
而激光切割则是利用机械运作的方式将激光光速投射在物体表面来进行切割或雕刻之动作。依激光光之功率的不同和激光光光束密度之不同,可以产生各种不同的切割或是雕刻的效果。
激光切割加工运作原理
在激光加工运用上,会依照不同的加工运用来设计不同的机械结构以符合所需。常见的机械结构有X-Y Table、振镜、多轴机械手臂等。多轴机械手臂因造价高昂,所以大多以工业加工为主。振镜系统因高速震荡,所以多以标签机或清洁机的运用为主。在商业运用上,以X-Y Table (XY轴) 的机械为主,X-Y Table主要运用滑轨与皮带来带动反射镜位移,进而将激光光速折射到加工的物体上
激光保护镜片 光纤切割机窗口片 进口石英 双层镀膜 30*527.9*4.1
激光光速经由激光管射出后会击中第一反射镜,第一反射镜会将光束转向的二反射镜,也就是Y轴上的反射镜,此时Y轴机切依图形Y轴的位置前后移动都会让激光束精准的射在的二反射镜上,激光束击中的二反射镜后会将光束转向X轴上的的三反射镜,同前原理,X轴左右位移时都会让激光击中的三反射镜,当激光击中的三反射镜射的三反射镜会将激光光转向下击向加工物体上也就是Z轴,这时激光光会穿过聚焦镜让光束的焦点集中在加工物体上,以聚集的光束对物体作切割或是雕刻,这就是X-Y Table 的加工方式。
认识激光切割机
[ 最普遍使用的CO2激光切割机 ]
激光切割机在工业加工的运用上,激光切割机依介质的不同大致可分为三种类型:CO2激光切割机,固体(YAG)激光切割机,光纤激光切割机三种,我们将针对较普遍使用的CO2激光切割来进行说明。
根据国际安全标准,激光危害等级分4级,而CO2激光属于危害最小的一级,CO2激光器的波长为10.6um,比较容易被非金属吸收,可有效的切割木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料,所以CO2 激光切割机除了大量的工业加工运用外,在一般市面上也常见于商业小量的代切服务的机器上。在工业使用上,大型机台功率在200W~4000W之间,而一般商业代切或是创客空间的机器功率大都在40W~200W之间居多。此外,在各类商用激光切割机中,以CO2激光切割机的每瓦输出成本最低,其应用包括柔性材料、非金属固性材料和金属材料的高速切割、雕刻、焊接等。这些优势,使得CO2激光切割机,非常适合连续加工作业生产。
[ 金属管与玻璃管的比较 ]
CO2激光切割机中,最重要发出激光光速的激光管分成金属管与玻璃管两大类。玻璃管是较早年的设计,目前主要产地是中国,金属管则是较近期的设计,主要为欧美厂商所生产,主要生产厂商有SYNRAS(新锐),UNIVERSAL,COHERENT 等。
金属管与玻璃管差异
传统的玻璃管封,优点是价格相对便宜,但其使用寿命较短、体积大、光束较粗(切缝粗)、出光响应速度慢、不能低功率出光(功率可调性差,同一种功率激光器在不同材料上加工的效果差异较大),这些缺点不仅越来越难以满足生产加工需求,同时也制约其长期发展,使用寿命约2000个小时左右,并且经常会由于故障影响生产,在使用成本方面,这一种激光器已经难以满足工业生产的需要。
CO2金属激光管,被认为是玻璃管封的最佳替代品,采用全金属化结构,具有体积小、全封闭、免维护、成本低、调制特性优良、输出光束细致度高(比玻璃管精细3倍多)、输出功率密度高、工作电压低、输出功率方便可调、功率稳定性优异、运行可靠性高等特点,更为重要的是,金属管还具有使用寿命长(一般在20000小时以上)、维修成本低、充气后还可重复使用,且无需更换等优势。
金属管玻璃管
优点体积小、全封闭、免维护、雷切单位成本低、调制特性优良、输出光束细致度高气冷式设计,不须额外安装水冷系统价格相对便宜
缺点购入成本高,激光管更换成本较高使用寿命较短、体积大、光束较粗(切缝粗)、出光响应速度慢、不能低功率出光
厂商美国的EPILOG、UNIVERSAL、台湾的GCC 、台湾三轴台湾三轴,巧士科技


金属管玻璃管
优点体积小、全封闭、免维护、雷切单位成本低、调制特性优良、输出光束细致度高气冷式设计,不须额外安装水冷系统价格相对便宜
缺点购入成本高,激光管更换成本较高使用寿命较短、体积大、光束较粗(切缝粗)、出光响应速度慢、不能低功率出光
厂商美国的EPILOG、UNIVERSAL、台湾的GCC 、台湾三轴台湾三轴,巧士科技


金属管玻璃管
优点体积小、全封闭、免维护、雷切单位成本低、调制特性优良、输出光束细致度高气冷式设计,不须额外安装水冷系统价格相对便宜
缺点购入成本高,激光管更换成本较高使用寿命较短、体积大、光束较粗(切缝粗)、出光响应速度慢、不能低功率出光
厂商美国的EPILOG、UNIVERSAL、台湾的GCC 、台湾三轴台湾三轴,巧士科技
金属管雷切机厂商简介
金属管激光切割机较具知名度的厂商有美国的EPILOG,UNIVERSAL 台湾的GCC等。金属管激光切割机造价较高,一般40W金属激光切割机是售价约落
在40~60万不等(依照工作范围与相关配件上的差异与品牌的价格落差)激光管本身也是耗材,40W的CO2激光管售价约20万左右。在雷切机操作软件部分,金属管雷切机厂商大都自行研发界面软件,不过在使用操作界面上仍有亲民性的些微差异。
· 美商EPILOG (伊洛) 成立于1988年,有着高分辨率的雕刻及便利的软件设计,简易完整的操作界面,机器内建控制面板,功率从30W最大到到120W,切割范围最大为1060 x 711 mm,依照不同规格的功率使用不同品牌的激光管,分别为35W SYNRAD,50W DEOS,60W COHERENT。
· 美商UNIVERSAL 成立于1988年,拥有完整的产品线,自行设计制造的激光管,功率从30W到150W,最大裁切尺寸 1219 x 610 mm,全计算机控制,75W以上内建自动对焦的功能,UNIVERSAL 在软件上须使用Illustrator,透过打印功能输出,操作软件使用简单,界面干净,
· 台湾GCC星云计算机 成立于1989年,产品除雷切机外还生产割纸机,UV喷绘机等,GCC使用SYNRAS(美商新锐)的金属激光管,功率从30W到200W,最大裁切尺寸 1300 x 916 mm,GCC有双激光管设计的机种,混和金属管的雕刻与玻璃管的大功率切割等特色,使用上的特色是可以直接用手移动激光头到需加工的位置,以此点为起点开始切割,在外型上的设计比较以工业便利性出发,前后门可开设计,可容纳超长型的物件,高速AC伺服马达可对加工物高速加工,雕刻速度可以到达2000mm/s。
市场上玻璃管雷切机厂商众多
玻璃管雷切机当前多为大陆制,价格也较平易近人。使用稳定度上,就笔者实际使用两年半经验来看并无明显光衰和故障状况,所以质量上也相对稳定。玻璃管雷切机场商品牌众多,其主体架构与激光管、软件搭配大都大同小异。
玻璃管的雷切机厂商大都以第三方公司开发的软件为选配。目前雷切机常见操作软件分为两套:一套是Corellaser,另一套为RDWorks8。分别以配合不同的控制主机板来做分别:
Corellaser是CorelDraw附挂工具,常见于尺寸较小的机器 600 x 400mm 以下,切割时切割与雕刻及画线要分开来执行,一次只能持行一个指令,在操作上比较麻烦,而且如不熟悉常会出现切割与雕刻无法对齐的状况,
RDWorksV8 是大陆厂商睿达科技开发出来的软件,配合控制主机板可离线操作,利用分色可同时执行切割,雕刻,画线等功能,支援繁体中文,执行排序等功能,虽然界面不若UNIVERSAL美观,但在操作使用上相当便利。
[ 选购玻璃管雷切机建议 ]
目前许多厂商提供在选购时可以依照自己的需求来选择。
激光管建议60W以上实用度比较高,100W以上需要另外加购冰水机让激光管冷却,成本大约5000~2万台币左右,切割尺寸需依照允许的空间来做设定,最常见的为600 x 400 mm,如果预算足够,建议可将软件升级到RDWorksV8在操作上会较简便。
话题: 激光
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