日本日产汽车公司利用激光处理钢板表面以提高油漆光泽度已获成功。这种方法是在对薄钢板进行喷漆前,用激光束进行表面蚀刻加工,是钢板表面形成无数直径和深度均匀的极微小的空,然后再进行喷漆处理。这样不仅提高了光泽度,而且油漆不容易脱落。
德国大众汽车采用激光和机器人组合系统,加工汽车仪表盘壳体,使用功率为400W的二氧化碳激光起,每年可节约加工费用60万美元。德国另一家汽车公司采用二氧化碳激光器焊接镀锌钢板,利用机械可视系统监视焊接过程,大大提高了生产效率。
由于激光切割加工的众多优点,一些国家在大力进行研究开发新型的激光切割加工机床,如日本和美国都制造了激光切割机床。随着科学技术的发展,激光在工业领域的应用将越来越重要。
激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。 以金运激光CO2激光切割机为例,整个系统由控制系统、运动系统、光学系统、水冷系统、排烟和吹气保护系统等组成,采用最先进的数控模式实现多轴联动及激光不受速度影响的等能量切割,同时支持DXP、PLT、CNC等图形格式并强化界面图形绘制处理能力;采用性能优越的进口伺服电机和传动导向结构实现在高速状态下良好的运动精度。
激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下,通过脉冲使激光器放电,从而输出受控的重复高频率的脉冲激光,形成一定频率,一定脉宽的光束,该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上,形成一个个细微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔,在计算机控制下,激光加工头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点,这样就会把物体加工成想要的形状。
切割时,一股与光束同轴气流由切割头喷出,将熔化或气化的材料由切口的底部吹出(注:如果吹出的气体和被切割材料产生热效反应,则此反应将提供切割所需的附加能源;气流还有冷却已切割面,减少热影响区和保证聚焦镜不受污染的作用)。与传统的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割质量(切口宽度窄、热影响区小、切口光洁) 、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状) 、广泛的材料适应性等优点。