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激光加工在模具行業的應用


  目前,用于激光加工的工業激光器主要有兩大類:固體激光器和氣體激光器。其中,固體激光器以Nd:YAG激光器為代表;而氣體激光器則以CO2激光器為代表。隨著激光技術的發展,目前人們也開始在某些加工應用場合使用大功率光纖激光器和大功率半導體激光器。
  1)Nd:YAG激光器,Nd:YAG激光器的激光工作物質為固態的Nd:YAG棒,其激光波長為1.06%26mu;m。由于該種激光器的激光轉換效率較低,同時受到YAG棒體積和導熱率的限制,其激光輸出平均功率不高。但由于Nd:YAG激光器可以通過Q開關壓縮激光輸出的脈沖寬度,在以脈沖方式工作時可獲得很高的峰值功率,適用于需要高峰值功率的激光加工應用;其另一大優點是可以通過光纖傳輸,避免了復雜傳輸光路的設計制作,在三維加工中非常有用。此外,還可以通過三倍頻技術將激光波長轉換為355nm(紫外),在激光立體造形技術中得到應用。
  2)CO2激光器,CO2激光器的激光工作物質為CO2混合氣體,其主要應用的激光波長為10.6%26mu;m。由于該種激光器的激光轉換效率較高,同時激光器工作產生的熱量可以通過對流或擴散迅速傳遞到激光增益區之外,其激光輸出平均功率可以做到很高的水平,滿足大功率激光加工的要求。

  國內外用于激光加工的大功率CO2激光器,主要是橫流、軸流激光器。①橫流激光器:橫流激光器的光束質量不太好,為多模輸出,主要用于熱處理和焊接。我國目前已能生產各種大功率橫流CO2激光器系列,可滿足了國內激光熱處理和焊接的需求。②軸流激光器:軸流激光器的光束質量較好,為基模或準基模輸出,主要用于激光切割和焊接,我國激光切割設備市場主要由國外軸流激光器所占領。盡管國內激光器廠商在國外軸流激光器上做了許多工作,但由于主要配件還需進口,產品價格難以大幅度下降,普及率低。

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