「雷射切割」好難懂?3個解釋讓你了解它!

聽到「雷射切割」也許很多人都會覺得相當遙遠,甚至覺得難以理解,事實上,在我們的生活周遭早已應用了許多雷射切割技術,舉凡醫美所使用的雷射手術、我們頸上所掛著的項鍊,又或是眼鏡上那細緻的LOGO雕刻,其實全都是拜雷射切割技術所賜,今天就讓我們一同來認識這個熟悉卻陌生的技術吧!


理解雷射切割原理

在台灣目前工業用的雷射切割機共有兩大種類,一種叫做CO2雷射,一般稱為二氧化碳雷射,另一種為Fiber雷射,亦稱光纖雷射切割機,前者為傳統的雷射切割機,而後者光纖雷射切割機則是近兩年才比較成熟的技術。

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▲雷射機台。(照片提供/宏太雷射公司)


雷射切割原理其實是利用高能量密度的雷射光束,經聚焦後形成0.1~0.2mm的焦點,使被照射的材料迅速升高溫度然後汽化,所以過程中並不會看到實質的切割工具,只能看見切割時所產生的火花。而切割過程中,需同時施加輔助氣體,可以幫助吹走割縫內的熔渣,但主要是輔助氣體能與各種材質產生不同反應,所以不僅可以使切割速度增快,也可提高切割的品質。 


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▲雷射切割過程中,僅能看見高溫產生的火花。(照片提供/宏太雷射公司)


輔助氣體是什麼?

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▲雷射技術只能切割密度均勻的材質。(照片提供/宏太雷射公司)


常見的輔助氣體有氧氣、氮氣和空氣三種,根據材料特性做不同的氣體應用,比如切割鋼板是用氧氣切、不鏽鋼則是用氮氣切、木頭則需要用空氣切,若用錯氣體,將會出現切不斷、斷面不平等問題,就好比切割壓克力時不能使用氧氣,因會使其氧化然後燃燒,所以僅能使用空氣。


另外,可雷射切割的材質必須密度均勻、平整度完整,如金屬、壓克力、木板及合板等,若是結晶體不均勻的材料,如玻璃磁磚、石材、陶板等進行切割的話,將會出現碎裂的情況。


光纖雷射與傳統雷射差別在哪?

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▲紅銅(左)與黃銅(右)為高反射性材料。(照片提供/宏太雷射公司)


光纖雷射切割機除了可切割一般材質外,還能切割銅、鋁等高反射性金屬材料。因傳統雷射切割機在切割此材料時會因雷射光折射,使其從聚焦體反射至雷射主體,造成機器毀損甚至炸掉。而高反射性金屬因能吸收較多的光纖雷射,便使光纖雷射切割機能在高效能情況下安全切割。


另外,在不同領域使用的雷射功率也有差異,上述的技術屬於工業用途,所使用的功率高達2000至4000瓦,而一般民眾較熟知的美容雷射,所使用的功率只能低於20瓦,若再高人體的皮膚將無法承受,其原理也有所差異。


現今的雷射切割技術所應用的範圍已相當廣泛,換句話說,在我們的生活中早已與雷射切割技術密不可分了。



資料來源:宏太雷射股份有限公司




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