激光加工设备的功能|分类|使用

　　激光加工设备主要由光学系统、机械系统、电控系统和软件系统组成。因此激光加工设备产业链中涉及上游产业主要包括光学仪器制造、机械制造、电子器件制造和软件等行业。其应用的下游行业主要包括服装家纺、制鞋箱包、产业用纺织品、家俱装饰、广告工艺品、塑料和橡胶、印刷包装、电子以及金属精密加工等行业。

　　20世纪80年代以后，随着经济化的发展，越来越多的工业化国家发现激光加工设备在替代传统制造技术上有着巨大的潜在需求，纷纷发展激光产业，日本及欧洲地区尤其是德国在激光产业上迅速崛起，激光的商用日趋广泛。在欧美工业发达国家中，有70%-90%的零部件的切割和焊接都是采用激光加工设备来加工完成。其后，发展ZG家亦纷纷加大了对激光产业的研发投入，并在激光商用市场上占据越来越重要的位置。

　　激光加工设备属于技术、专业性较强的精密产品，已成为发展新兴产业、改造传统制造业的关键技术设备之一。激光设备行业庞大且应用广泛，目前已形成完整、成熟的产业链分布。从激光产业的产业链分布可以看出，激光产业链主要包括：上游材料与元器件行业，主要含组建激光加工设备的光学、机械、电控、气动零部件的制造，以及相关控制平台与软件系统的研发;中游激光加工设备制造业;下游应用行业，主要包括激光加工的在汽车、钢铁、船舶、航空航天、消费电子、高端材料、半导体加工、机械制造、YL美容、电子工业等行业中的应用。

　　2017年，我国激光产业链产值规模超过1000亿元，位于中游的激光装备占比约42%，比2016年增加了5个百分点。我国激光产业链中，上游核心激光元器件及激光器长期以来对国外进口依赖度较高，尤其是在高功率激光器及高精密部件市场被国外大企业占据主导地位，在中小功率激光器市场领域，国产化率已经超过80%;中游激光加工设备环节，国内涉及激光加工设备生产的企业增多，市场占有率逐年提升。

　　激光加

　　激光加工设备可分为激光切割、激光打标、激光雕刻和激光焊接等几种。激光加工设备已广泛应用于电子、汽车、机械制造、钢铁冶金、石油、轻工、YL器械、包装、礼品工业、钟表、服装、化妆品、烟草、航空航天等行业。

　　激光加工设备主要有三大类：激光打标机、激光焊接机、激光切割机。激光打标机目前有半导体激光打标机、CO2激光打标机、光纤激光打标机、紫外激光打标机等;激光焊接机目前有YAG激光自动焊接机以及光纤传输自动激光焊接机等;激光切割机有YAG激光切割机和光纤激光切割机等。

　　YAG激光器是红外光频段波长为1.064um的固体激光加工设备，采用氪灯作为能量源(激励源)，ND：YAG(Nd:YAG激光器)。Nd(钕)是一种稀土族元素，YAG代表钇铝石榴石，晶体结构与红宝石相似)作为产生激光的介质，激励源发出特定波长的入射光，促使工作物质发生居量反转，通过能级跃迁释放出激光，将激光能量放大并整形聚焦后形成可使用的激光束。

　　半导体泵浦激光打标机是使用波长为0.808um半导体激光二极管(测面或端面)泵浦Nd：YAG介质，使介质产生大量的反转粒子在Q开关的作用下形成波长1.064um的巨脉冲激光输出，电光转换效率高。半导体泵浦激光打标机与灯泵浦YAG就刚打标机相比有较好的稳定性、省电、不用换灯、等优点，价格相对较高。

　　主要由激光器、振镜头、打标卡三部分组成，采用光纤激光器生产激光的打标机，光束质量好，其输出ZX为1064nm，该激光加工设备寿命在10万小时左右，相对于其他类型激光打标器寿命更长，电光转换效率为28%以上，相对于其他类型激光打标机2%-10%的转换效率优势很大，在节能环保等方面性能卓著。

　　CO2激光器是远红外光频段波长为10.64um的气体激光加工设备，采用CO2气体充入放电管作为产生激光的介质，当

　　激光加工设备是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的仪器。

　　激光加工设备是利用经聚焦的高功率密度激光束扫描工件表面，在极短时间内将材料局部加热到几千至上万摄氏度，使被照射的材料迅速融化、气化、烧灼或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，实现将工件隔开，达到加工材料的目的。如果吹出的气体和被加工材料产生热效反应，则此反应将提供加工所需的附加能源;气流还有冷却加工面、减小热影响区和保证聚焦镜不受污染的作用。

　　无论是光纤激光加工设备还是CO2激光加工设备，原理基本上是相同的，在实际应用中，激光加工设备机头中安装一个透镜，可以将激光聚焦到一个很小的焦点上，焦点的功率密度极高，将焦点调整到工件表面，用以融化被加工材料。

　　1、进行激光加工设备的光路调整等操作时，需要在明亮无干扰的环境下，佩戴在使用激光场合下必须的护目镜(YL717M或YL717)进行。

　　2、激光加工设备的光路应避免人眼高度的位置。同时，为了在预计光路通过的地方防止不必要的辐射，应当提前设置障碍物等。

　　3、为了使激光束的光反射Z小化，可以使用反光率较小的材料，比如黑色材料或其他。

　　4、当使用激光进行实验的时候，应在实验室入口处且不影响交通便利的醒目位置标示出“激光正在使用中”等字样的提示。

　　5、当使用激光进行实验的时候，如果遭遇紧急情况，应当将实验告一段落，并立即进入其他的房间(实验室附近)。

　　6、光学镜片和其他容易破损的设备请放置在不会有掉落危险的地方进行保管(如清洁展位内)。保管时请注意激光加工设备的无尘处理。

　　7、非必要情况下将激光加工设备拿出实验室时，需在激光器出口处设置电子束damper(功率计)，防止不经意时候激光外泄。

　　激光加工设备在微电子行业中主要用于打孔、调阻、划片、打标、封口。涉及的加工材料主要包括陶瓷基板(氮化铝、氧化铝等)、金属材料(二氧化硅、金锡、镍镉等)。面对品种繁多、价格昂贵、技术含量高的激光加工设备，如果选择不当，不仅造成巨大的浪费，而且会影响正常生产，造成更大的损失。因此，如何选择合适的激光加工设备，使这些设备在生产中发挥巨大的作用，这是首先要认真考虑的问题。

　　不同种类的激光加工设备都有一定的加工范围。在选择设备之前，首先要确定典型加工工件的加工范围和工艺要求。在实际生产中，激光打标需要快速的走线速度、96%的厚膜氧化铝陶瓷划片需要较高的激光能量，薄膜氧化铝陶瓷的切割需要高精度的加工对位能力，这些不同需求分布在较宽的加工范围内，包括CO2激光加工、红外激光加工、紫外激光加工等多种不同原理的加工方式。因此，针对不同产品的确定产品加工要求以选型合适的加工方式，是正确选择激光加工设备的前提。

　　激光器作为激光加工设备的核心部件，在整个激光加工过程中起着非常重要的作用。选择适合产品工艺的激光器需要对激光器本身的原理以及参数有一定的认识。在实际使用过程中，通过对激光器参数的优化，还可以在一定范围获得更为的加工效果。激光器的选型可以从波长、脉宽和峰值功率等参数来确定。

　　1、波长：

　　波长是激光的固有属性之一，激光按照波长，由长到短可以分为远红外激光、红外激光、绿光激光、紫外激光及深紫外激光。激光加工设备激光波长的选择首先要视材料而定，任何材料都有其固有的光谱特性，选择吸收率高的波长激光，能有效提升加工效率。

　　波长也决定了光子的能量和激光的聚焦能力。一般而言，波长越长，光子能量越大，聚焦性能越差;波长越短，光子能量越小，聚焦性能越好。因此，针对厚度较厚的材料加工，一般选择波长较长的激光;针对精度要求较高的加工，一般选择波长较短的激光。例如，