數控激光切割
數控雷射切割是一種創新技術，它利用電腦指令控制的強大雷射光束對材料進行雕刻或切割。該技術能夠製作出極為精確的複雜形狀和設計。數控雷射切割技術廣泛應用於醫療、汽車、電子、建築和航空航太等各個領域。
Boda 專注於數控雷射切割機，為各種獨特設計提供精準的解決方案。我們承接數控雷射切割、鈦合金、不銹鋼及其他材料的切割業務。豐富的經驗確保每個項目都能獲得完美無瑕的邊緣。
本指南概述了數控雷射切割如何改變現代工業，包括其優勢、劣勢和用途。
什麼是CNC雷射切割？它的工作原理是什麼？
數控（計算機數控雷射切割利用強大的雷射光束進行數控切割。它可以根據計算機指令切割或蝕刻材料。 數控雷射切割製程精度更高，能夠製作出手工無法實現的複雜形狀和圖案。
數控雷射切割機以其高精度而聞名。標準數控雷射切割的公差範圍在±0.1毫米至±0.01毫米之間，具體取決於材料、機器以及零件的複雜程度。這種精度有助於製造商製造出具有精確特徵且尺寸公差嚴格的產品。
P精密數控雷射切割金屬設計
精密數控雷射切割機是製造客製化金屬雷射切割零件的可靠選擇。這項技術已應用於航空航太、電子、汽車和醫療器材製造等眾多產業。
以下是對數控雷射切割流程的詳細概述：
- 利用電腦輔助設計 (CAD) 產生數控雷射切割的設計圖。
- 然後將此CAD設計轉換為 雷射切割程序 使用 CAM（電腦輔助製造）軟體。
- 選定的材料已準備就緒，並放置在CNC工具機的工作區域內。
- 之後，對機器進行配置，以滿足數控雷射切割製程的特定切割需求。
- 材料在數控雷射切割機的引導下，沿著預先編程的路線被雷射光束切割。
- 在雷射切割過程中，材料會被冷卻，以避免過熱並促進凝固。
- 切割完成後，會對部件進行品質檢驗。如有必要，可進行客製化的金屬雷射切割後處理工序。
滿足您所有的生產和原型製作需求， 普羅林科技 提供廣泛的數控雷射切割服務，包括 不銹鋼雷射切割, CNC雷射切割鈦合金以及其他加值服務。
數控雷射切割程序
程式設計是數控雷射切割領域的基礎組成部分。編程確保CNC工具機能夠以正確的順序和方式完成預定任務。 G代碼和M代碼是該行業中使用的兩種主要程式語言。
什麼是G代碼？
最常用的數控 (NC) 程式語言是 G 代碼，通常也稱為預備代碼。它能精確控制CNC工具機的運動部件，例如雷射頭、軸和刀具進給，使其速度、位置和同步性都得到精確控制。每一行 G 程式碼都包含指令，告訴電腦要做什麼以及如何完成。
什麼是M代碼？
除了 G 代碼之外，另一種重要的數控程式語言是 M 代碼，或稱為雜項代碼。
M 代碼管理各種機器功能，包括開啟和關閉雷射、更換工具或控制內部冷卻系統，而 G 代碼管理機器的位置和速度。
數控雷射切割機的核心部件
CNC雷射切割裝飾木設計
在探索數控雷射切割領域時，會遇到許多核心組成部分。要理解該行業的活動和流程，需要掌握以下術語。以下是一些最常用的術語：
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術語 |
產品說明 |
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CNC（計算機數控） |
一種以電腦為基礎的系統，可自動控制加工工具，對金屬、木材或塑膠等材料進行成型。 |
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CAD（電腦輔助設計） |
用於創建精確的二維圖紙或三維模型的軟體 激光切割. |
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CAM（電腦輔助製造） |
與 CAD 集成，實現切割過程的自動化和簡化。 |
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割縫寬度 |
雷射光束去除材料的寬度會影響精度和零件組裝。 |
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焦距 |
鏡頭與材料表面之間的距離會影響切割精度和品質。 |
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輔助氣體 |
利用空氣、氮氣或氧氣排出熔融材料，提高邊緣品質。 |
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切割參數 |
雷射功率、速度、氣體壓力和焦點等設定均經過調整，以獲得最佳效果。 |
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皮爾斯（停留）時間 |
雷射穿透材料至開始切割所需的時間。 |
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噴嘴設計 |
將輔助氣體直接導入切口，以高效去除熔融材料。 |
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冷卻系統 |
保持雷射和光學元件的溫度，以實現穩定的性能和更長的使用壽命。 |
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嵌套 |
在材料板上排列零件，以最大限度地減少浪費並提高效率。 |
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CNC控制器 |
讀取並執行 G 代碼和 M 代碼指令以控制雷射運動的電腦單元。 |
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激光功率 |
決定切削速度和材料厚度能力，同時也影響機器成本。 |
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激光波長 |
影響材料吸收熱量和熔化的方式；因材料類型而異。 |
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光束模式 |
指雷射強度分佈，影響聚焦光點大小及邊緣品質。 |
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焦點 |
雷射光束聚焦的精確點決定了切割精度和速度。 |
雷射切割與等離子切割 – 哪一個適合您？
等離子切割和雷射切割技術的主要區別在於其動力源。等離子切割機釋放的是聚焦的等離子體流，而不是雷射切割機使用的狹窄而強大的光束來切割材料。雖然金屬是這兩種技術的主要切割材料，但雷射切割也可以用於切割木材和陶瓷。
與雷射切割不同，等離子切割是將加熱並帶電的氣體（例如氮氣或氬氣）通過一個微小的噴嘴噴射而出。由於其巨大的壓力和速度，氣體在穿過材料表面時能夠有效地熔化和侵蝕材料。然而，等離子切割是一種熱切割技術，因為它產生的等離子體溫度可以達到高達20,000°C，與雷射切割類似。
等離子切割製程流程圖
速度： 雷射切割機切割薄金屬片的速度比等離子切割機快。但是，切割較厚的金屬板時，等離子切割機的速度更快。
物料： 任何導電金屬或材料都可以用等離子切割；然而，像木材和塑膠這樣的非導電材料則不能用等離子切割。相較之下，金屬，以及聚合物和木材，都可以用雷射切割機切割。
成本： 與等離子切割設備相比，雷射切割設備需要更大的初始投資。等離子切割機的運作成本通常為每小時 15 美元，而雷射切割機的運作成本通常為每小時 20 美元。
厚度： 大多數雷射設備無法切割厚度超過 19 毫米的材料；不過，隨著技術的發展，這種情況正在改善。鋁的厚度為 12.7 毫米，不銹鋼的厚度為 19 毫米，鋼的厚度為 25.4 毫米；這些材料都可以用雷射切割機切割。相較之下，等離子切割機可以切割厚度達 1.5 英吋的金屬板。
表面積： 等離子切割機切割出的切口垂直度不高，需要更多打磨工序來去除切割殘渣，增加了人力成本。而雷射切割機切割出的切口表面更光滑，因此非常適合加工複雜圖案。
例如，雷射切割機可以加工出寬度非常小的槽，約±0.15毫米，而且尺寸非常大。 精度為±0.05至±0.10毫米，切縫寬度約為0.1至0.3毫米。精細等離子切割產生的切縫寬度約為1.5至3.0毫米。
專業建議： 雷射和等離子切割技術的主要替代方案是水刀切割、氧氣切割和線切割。
如果您在閱讀本文後認為雷射切割和等離子切割都不適合您，您可以考慮其他技術，例如水刀切割、氧氣切割或線切割（電火花加工）！
數控造中使用的雷射切割機類型
雷射切割機的種類繁多，主要取決於它們使用的雷射類型和軸數。讓我們更詳細地了解這些類型：
CO2 雷射切割機
在數控切割設備中，二氧化碳（CO₂）雷射切割機是最受歡迎且適應性最強的雷射類型之一。它們透過電刺激含有大量二氧化碳的混合氣體來產生強雷射光束。 然而，CO2雷射切割機對黃銅、銅和鋁等金屬的反射效果較差。
光纖激光器
光纖雷射切割以其卓越的光束品質、精度和效率而聞名。這類切割機採用固態雷射器，並以含有稀土元素的光纖作為雷射介質。與二氧化碳雷射相比，光纖雷射的能源效率更高，維護需求也更低。光纖雷射廣泛應用於工業數控雷射切割，尤其擅長金屬切割。
光纖雷射切割機運作中
釹摻雜釔鋁石榴石（Nd:YAG，或YAG）
釹（Nd）摻雜晶體被用作YAG雷射切割機的雷射介質。這些雷射非常適合切割和雕刻陶瓷和金屬，也可用於焊接。 YAG雷射可以脈衝和連續兩種模式工作，產生高功率光束，並確保高性能。 客製化金屬雷射切割 操作。
基於該軸，t切削刀具可以移動的方向數稱為CNC工具機的軸數。軸數越多，就能進行更精細的切削，並加工出更複雜的形狀。
三軸數控雷射切割
雙軸數控雷射切割機在二維平面上工作。這款數控雷射切割機非常適合切割金屬和木材等扁平板材。此機器的雷射頭可以沿著水平（X軸）和垂直（Y軸）方向移動。
三軸數控雷射切割
除了兩軸機床的功能外，三軸數控雷射切割機還可以透過上下移動雷射頭（Z軸）來實現更深的切割。這對於雕刻應用尤其有用。
六軸雷射切割機與CNC系統
四軸數控雷射切割機使工件繞著一個軸（通常是 X 軸或 Y 軸）旋轉。它可以完成三軸機床的所有運動。由於多了一次旋轉，因此可以加工出複雜的形狀和幾何結構。
六軸雷射切割機與CNC系統
五軸數控雷射切割機提供了更大的自由度，因為它們可以同時沿著另外兩個軸移動工件。這使得在製造複雜的多維結構時，能夠獲得更高的控制精度。
六軸雷射切割機與CNC系統
六軸數控雷射切割機是目前最先進的雷射切割機。它除了具備五軸機床的所有功能外，還增加了一個旋轉軸。因此，該機器幾乎可以從任何角度進行極其複雜且精確的切割。
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適用於不同材料和厚度的數控雷射切割
數控雷射切割機可以重複、精確地切割各種材料。根據材料和雷射強度，它們可以處理不同厚度的材料，並且通常用於切割金屬和非金屬。以下將詳細介紹這些機器的切割能力：
金屬： 鋼、鋁和其他金屬都屬於此類。金屬板材可以使用雷射切割機進行精確切割；金屬的厚度和切割品質取決於雷射的類型和功率輸出。
塑料： 雷射切割既可以用於熱塑性塑料，也可以用於非熱塑性塑料，但必須小心，因為有些材料會釋放有毒氣體。 然而，不建議使用聚碳酸酯和ABS材料，因為如果不經過適當的安全處理，它們會迅速燃燒並釋放有害氣體。
熱塑性塑料： 聚乙烯、尼龍和聚乙烯都是熱塑性塑膠的例子。熱塑性塑膠是指加熱後可以成型的塑膠。
橡膠： 利用雷射切割機可以精確製造墊圈、密封件和其他專用橡膠零件。
皮革： 雷射切割機也用於切割皮革。它可以切割出複雜的皮革圖案和設計，這些圖案和設計被用於室內裝潢、工藝品和時尚領域。
雷射切割項目常用材料
陶瓷： 陶瓷也可以用數控雷射進行雕刻和切割。但需要小心操作，以防止開裂和破損。
木： 雷射切割機可以在各種材料（如硬木、軟木和膠合板）上進行精確切割和複雜圖案加工。
壓克力 與 Reflection Control® 壓克力： 雷射切割是加工壓克力材料製作複雜圖案的重要技術。
泡沫： 泡棉材料非常適合用於包裝、工藝品製作和絕緣材料。它可以用雷射切割機進行精確切割。
紡織品： 雷射切割機可以切割聚酯纖維、棉布等材料，以及絲綢等精細材料，而不會撕裂。
紙： 雷射切割機非常適合切割各種厚度的紙張，可用於工藝品製作、模型製作和包裝。
複合材料： 數控雷射切割機用於切割玻璃纖維和碳纖維等複合材料。但是，必須謹慎操作，以避免產生危險顆粒。
石： 石頭也可以用雷射切割機進行雕刻。雖然石頭堅硬厚實，切割起來很困難。
玻璃： 由於玻璃質地脆硬，因此使用數控雷射切割機進行玻璃雕刻而非切割。雷射切割機可以在玻璃上雕刻文字、圖像和複雜的圖案。
按材料類型劃分的數控雷射切割最大材料厚度
下表列出了不同材料類型下數控雷射切割的最大材料厚度：
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材料 |
推薦的雷射類型 |
典型厚度範圍（毫米） |
筆記/應用 |
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不銹鋼 |
光纖激光器 |
0.5 – 25 |
切割精準，毛刺極少；工業級部件 |
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鈦 |
光纖/釹：YAG |
0.5 – 15 |
需要受控氣體；用於航空航太、醫療零件 |
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軟鋼 |
二氧化碳/光纖雷射 |
0.5 – 25 |
廣泛應用於建築和製造領域 |
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鋁合金 |
二氧化碳/光纖雷射 |
0.5 – 15 |
反射材料；需要更高的雷射功率 |
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Acrylic（壓克力） |
二氧化碳雷射 |
1 – 25 |
乾淨、光滑的邊緣；標誌、展示品 |
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塑膠（ABS、聚碳酸酯） |
二氧化碳雷射 |
1 – 10 |
注意：可能會釋放有毒氣體 |
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我們的乳膠 |
二氧化碳雷射 |
1 – 10 |
墊片、密封件、工業零件 |
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皮革 |
二氧化碳雷射 |
1 – 5 |
時尚、室內裝潢、工藝應用 |
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木材 |
（硬質/軟質/中密度纖維板） 二氧化碳雷射 |
1 – 20 |
精細的切割和雕刻 |
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發泡 |
二氧化碳雷射 |
1 – 40 |
包裝、隔熱、製程材料 |
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紡織品（棉、絲、聚酯纖維） |
二氧化碳雷射 |
0.5 – 5 |
無磨損，圖案精準 |
|
紙/紙板 |
二氧化碳雷射 |
0.1 – 3 |
包裝、模型、工藝品 |
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複合材料（碳纖維、玻璃纖維） |
光纖激光器 |
0.5 – 5 |
適當的通風對於排出煙霧至關重要。 |
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石 |
二氧化碳雷射 |
僅刻字 |
無法切割；用於製作標誌、裝飾 |
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Glass（玻璃） |
二氧化碳雷射 |
僅刻字 |
完全切割通常是不可能的 |
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設計技巧，幫助您打造更佳作品 雷射切割程序
利用這項尖端技術，設計師可以精確控制切割過程。為了充分發揮其潛力，必須考慮一些設計技巧。
- 強度： 為了達到所需的切割效果，必須選擇合適的雷射功率。材料的厚度和類型都會影響雷射的輸出功率。例如，CO2雷射切割機最適合切割木材、塑膠或壓克力等材料。因此，光纖雷射可能是切割金屬的更佳選擇。
- 氣體和切割速度： 其次，設計人員還需要考慮氣體流量和切割速度。材料、機器以及所需的切割品質都會影響切割速度。雖然較低的切割速度有時可以帶來更精確的切割，但較高的切割速度有時可以提高切割品質並減少熱影響區。
- 材料的相容性： 材料的相容性和性能是另一個重要因素。因此，了解不同材料對雷射光束熱量的反應，以及這種反應如何影響部件的質量和最終形狀至關重要。
- 設計文件： 最後，CNC雷射切割需要設計文件。通常使用DXF或DWG格式。 CorelDRAW或Adobe Illustrator等設計軟體可輔助設計流程。設計文件必須清晰精確，以確保雷射切割機能夠準確識別切割或雕刻位置。
此外，應避免設計過於複雜，以免造成故障或材料損壞。設計零件時，請考慮切割寬度。設計緊密配合件時，請考慮雷射的公差。為防止材料熔化或變形，請檢查您的設計是否具有足夠的散熱能力。
數控雷射切割相對於傳統方法的優勢
數控雷射切割技術應用廣泛，優勢眾多。它還具有以下顯著優勢：
- 數控雷射切割機的邊緣品質較好。由於雷射切割不涉及任何接觸，因此發生機械變形的可能性較小。
- CNC雷射切割機的切割寬度（切縫）比傳統切割方法窄得多，因此可以用更少的材料進行更複雜的切割。
- CNC雷射可減少變形和熱影響區，從而降低材料熱變形的可能性。
- 由於數控雷射切割機採用非接觸式工藝，因此材料浪費較少，材料污染的風險也較低。
工業切削技術比較
- 數控雷射切割系統幾乎不需要維護。與機械式切割系統相比，它們通常需要的維護更少。
- 數控雷射切割機所需的維修次數較少，因此更具成本效益。機械零件越少，損壞或磨損的可能性就越小，維修成本就越低。
- 數控雷射切割機的封閉式自動化操作降低了操作人員的風險，從長遠來看，提高了自動化程度和操作人員的安全性。
數控雷射切割的缺點
儘管雷射切割具有諸多優點，但仍存在一些缺點，具體如下：
- 數控雷射切割需要消耗大量電力。特別是二氧化碳雷射切割技術，耗電量很高。
- 雷射切割機對材料厚度有限制。它們通常只接受厚度不超過 25 毫米的板材。雖然也能切割更厚的材料，但普通加工廠很少這樣做。
- 切割某些材料，例如塑膠或木材時，可能會釋放出有害氣體。
- 在某些雷射技術（例如 CO2 雷射）中，雷射管是一個易損件，必須更換，而且更換成本通常很高。
- 雷射切割機需要大量的初始投資。在某些情況下，等離子切割機或火焰切割機等較便宜的技術可能更合適。
數控雷射切割機的實際應用
數控雷射切割技術因其精度高、適應性強，能夠加工各種材料，因此廣泛應用於各行業。該技術在以下領域特別常見：
- 汽車行業： 數控雷射切割對汽車產業至關重要。它可以製造具有複雜圖案的微小零件，並切割車身面板。數控雷射切割能夠精確地成型鈑金零件。
- 航天工業： 數控雷射切割機透過切割工業中常用的特殊金屬和複合材料，製造出公差嚴格的精密零件。
- 電子行業： CNC雷射切割機是一種用途廣泛的工具，在電子行業中，從蝕刻電路板到製造智慧型手機零件，無所不能。
- 醫療設備製造： CNC雷射切割機使生產骨科植入物、手術器械和醫療設備變得更加容易，因為在這些領域，精確度和對細節的關注至關重要。
- 珠寶首飾產業： 珠寶業廣泛使用數控雷射切割進行切割和雕刻，以高精度生產複雜的設計。
- 建造業： 建築業使用大型數控雷射切割設備切割橋樑、建築物和其他專案的結構構件。
CNC雷射切割如何改變現代工業
為了滿足日益增長的生產精度、速度和效率需求，數控雷射切割技術正在不斷發展。人工智慧和機器學習在數控雷射切割領域的應用，使工業雷射切割機更加智慧化和自主運作。切割製程的最佳化能夠減少浪費並提高產量。
另一個重要趨勢是雷射功率和光束品質的不斷提升。先進的雷射系統輸出功率範圍為6千瓦至15千瓦，能夠更快、更精確地切割更厚的材料。 此外，隨著工業4.0方法在製造業的普及，雷射切割也將迎來更網路化和數據驅動的發展趨勢。透過分享、分析和利用來自連網數控工具機的即時數據，整個生產流程都能得到改善。
為什麼 Boda 是您在數控雷射切割領域值得信賴的合作夥伴
Boda憑藉尖端技術和經驗豐富的專家團隊，在數控雷射切割領域脫穎而出，成為值得信賴的合作夥伴，提供卓越的精度。我們先進的雷射系統可確保在各種材料上實現優異的性能和更低的損耗。 我們根據每個專案的具體需求量身定制切割方案，無論是大規模生產還是原型製作。我們始終注重品質和創新。
憑藉多年的行業經驗和對客戶滿意度的執著追求，Boda 是您理想的生產合作夥伴。我們保證每一次切割都精準、快速、可靠。 透過與Boda合作，企業可以獲得精準可靠的鈦、不鏽鋼及其他材料的CNC雷射切割服務。我們擁有全天候待命的專業團隊，致力於提升生產效率和機器效能。
結語
CNC雷射切割技術徹底改變了現代生產方式。這些技術的速度、精度和多樣性無可比擬。 Boda為包括鈦和不鏽鋼在內的多種材料提供尖端解決方案，兼具高精度和高效率。切割品質的提升能夠提高生產效率。投資Boda設備，企業可以輕鬆管理各種規模的專案。
常見問題解答
什麼是CNC雷射切割？
數控雷射切割利用高功率雷射光束進行數控切割。它可以根據計算機指令切割或蝕刻材料。數控雷射切割製程精度更高，能夠製造出手工無法實現的複雜形狀和圖案。
CNC比雷射切割便宜嗎？
通常情況下，CNC切割比雷射切割更便宜。然而，許多因素會影響CNC雷射切割的價格。根據材料和加工複雜程度的不同，CNC雷射切割服務的平均費用為每小時75美元至150美元。
CNC工具機難學嗎？
不，CNC工具機操作簡單。但是，學習G代碼和CAM/CAD需要接受培訓。
數控雷射切割機和雷射雕刻機哪個比較好？
數控雷射切割機比雷射雕刻機更勝一籌。數控雷射切割機可以切割和成型較厚的材料，而雷射雕刻機則擅長精確精細的切割。因此，數控雷射切割兼具兩者的優勢。