鋁雷射切割：製程、挑戰與應用

「鋁雷射切割是一種有價值的製造方法，可滿足各行業所需的多種形狀和圖案。 “

在製造鋁零件和產品時，需要將鋁板或鋁工件切割成不同的形狀和尺寸。 激光切割、等離子切割、數控切割，是常見的幾種 切割技術的類型 用於鋁合金。然而， 鋁雷射切割 由於其乾淨、精確的切割特性而特別受歡迎。雷射光束幾乎可以將所有鋁合金等級切割成複雜的形狀、圖案或幾何形狀。

此外，本文將詳細討論雷射切割鋁，包括製程、優點、應用和最後的設計指南。

 

什麼是鋁雷射切割？

雷射切割是一種先進的電腦控制製造技術，使用高強度電離氣體束（雷射光束）來切割包括鋁在內的不同材料。這 雷射切割金屬板材 該技術適用於具有導熱性的材料，因為切割機制涉及熔化和汽化材料以使用強熱進行切割。只有導熱材料才會允許熱量流動以燃燒材料。

鋁板雷射切割 

通常，鋁雷射切割可以切割厚度高達 8 毫米的板材。根據雷射機的功率還可以進一步增加。此外，數控雷射切割可以根據上傳的CAD檔案精確控制雷射的運動。這些優點允許嚴格的公差和低 雷射切割成本 鋁部件的生產。 

雷射切割常用的鋁合金和牌號有 1100、2024、3003、5052、6061、6063、7050 和 7075。 

 

鋁雷射切割工藝

 

雷射切割設置 

鋁板雷射切割涉及不同的步驟，從雷射光源管理到雷射頭控制。以下是一個典型的組件 激光切割機; 

• 工作表：它支撐工件並在切割過程中提供穩定性。工作台中的不同夾具固定工件，但工作台可以沿著 X 和 Y 方向移動。
• 雷射光源：主要 雷射有CO2雷射和光纖雷射兩種。 Nd:YAG（光纖）雷射是最常見的。
• 光束傳輸：Nd:YAG 棒產生的雷射光束射向工件。同時，聚焦透鏡將雷射光束聚集到工件表面上的一個細點。
• CNC控制器單元：它控制伺服電機，根據數位設計或電腦中編程的圖案調整雷射頭的位置。
• 供氣：在許多雷射切割作業中，輔助氣體（例如氧氣、氮氣或空氣）會透過噴嘴進入切割區域，以幫助清除熔融材料和汽化碎片。

 

鋁雷射切割面臨哪些挑戰？ 

儘管鋁雷射切割是一種非常有效的技術，但它在鋁特性方面存在一些挑戰。鋁合金表面具有反光性，如果操作參數和處理過程中發生輕微調整或錯誤，就會反射部分雷射光束。

關於標準流程和客製化切割鋁板專案的其他問題如下。

高散熱

鋁的高導熱性可以立即將熱量從衝擊位置散發到周圍環境中，這可能會影響切割上下端之間的均勻性。 

氧化層和陽極氧化層的風險

如果切割表面沒有徹底清潔，特別是氧化物和陽極氧化層，它們會幹擾雷射光束。這可能會導致 雷射切割缺陷 由於雷射光束性能的干擾。 

材質翹曲

材料翹曲是鋁板上複雜客製化切割的另一個問題。低熔點和高導熱率會在小區域積聚熱量，導致翹曲和扭曲。

熱影響區 

雷射光束的強熱會損害切割位置周圍材料的性能，例如疲勞強度、開裂和變形。

毛邊和殘留物

柔軟度和熱性能會增加毛邊的形成和切口底面的殘留物。因此，雷射切割鋁製零件可能需要額外的後處理。

 

鋁雷射切割設計指南 

如前所述，雷射切割或任何標準或自訂零件都需要上傳包含所有詳細資訊的 CAD 文件，並將繪圖轉換為機器可讀的資訊。然後，CNC 會自動控制雷射的移動。因此，設計是任何雷射切割零件或產品的基礎。

2D 雷射切割設計樣本 

鋁或任何其他部件的雷射切割設計包括多種特徵，如孔、邊緣、彎曲、雕刻和凹槽。有一些基本規則或指南可以在單一藍圖中管理這些功能。

1. 根據板材的厚度保持孔的直徑。 （孔徑≥材料厚度的50%；不小於0.015吋）。

材料厚度（英吋）	最小孔徑（英吋）
0.100	0.050
0.300	0.150
0.600	0.300

2. 設計時避免切割線的交叉和重疊。  

3. 為了消除因變形造成的尺寸誤差，請與切割位置保持至少兩倍於板材厚度的距離。

4. 考慮一下你的切口 客製化切割鋁板設計。它是鋁板雷射切割後留下的燒毀材料的一小部分。

5. 孔與折彎邊之間的最小距離應為材料厚度的兩倍。 最小彎曲距離=2t

 

鋁雷射切割的應用 

雷射切割可以生產工業零件、標誌、板材和客製化切割鋁製零件。其應用涵蓋從汽車、電子到建築等行業。

鋁雷射切割件

流行的主要原因 激光切割應用 鋁零件製造的關鍵因素是無剪切切割、精度和切割速度。此外，以下是採用雷射光束技術客製化切割鋁的典型應用。

表：鋁雷射切割應用

應用領域	使用雷射切割的原因	具體應用實例
汽車業	複雜形狀和特徵的精度	鋁製車身覆蓋件、裝飾件、底盤件、門框、懸吊件等
航太	高精度和耐用性	結構框架、機翼備件、座椅導軌和支架。
消費類電子產品	精緻的細節和設計靈活性	筆記型電腦框架、外殼、散熱器、電子支架等
卓越的建築	美學吸引力和定制	窗框、門細節、定製配件、欄桿等。
工業機械	精度和速度	機架、輸送機部件、安裝板、齒輪、夾具及固定裝置等。
標牌和顯示屏	設計多功能性、客製化和精緻細節	商業標誌、標誌、裝飾標誌、方向標誌、展板等。

 

鋁雷射切割的好處 

鋁合金的高導熱性、低重量和延展性使其非常適合雷射切割。雷射具有精度、速度、複雜的特性以及許多其他特性 激光切割優勢 鋁材切割和成型。

• 高精度和準確度：它提供卓越的精度和複雜的設計可製造性。 
• 光滑的邊緣和優質的表面處理：雷射切割工藝留下乾淨光滑的邊緣，減少了額外精加工工藝的需要。 
• 快速原型製作和生產速度：雷射切割效率高、速度快，適合快速鋁製原型。 

 

ProleanTech 的鋁製雷射切割服務 

工程師和操作員的專業知識以及正確的設備和工具同樣影響雷射切割的結果。在 Proleantech，我們擁有先進的 4-20 Kw 數控雷射切割機，以及自過去十年以來為不同行業處理雷射切割鋁專案的經驗。  

此外，我們可以處理所有等級的鋁，並將客製化切割的鋁板與其他製造方法（如彎曲、沖壓等）結合。 數控雷射切割服務。將您的設計發送給我們，並附上我們工廠工程師的報價來啟動專案。

閱讀更多： 鋼鐵雷射切割綜合指南：最佳精度和效率 

 

加起來

 總體而言，雷射切割是一種有效的鋁板非剪切切割方法。其高速和高精度的能力可以使不同的形狀和圖案適用於跨行業的無數應用。接下來，還有一些挑戰 鋁雷射切割 表面反應性和材料包裹以獲得高品質結果。然而，正確的設計和使用正確的切割變數可以在所有鋁牌號上提供預期的切割。

 

常見問題

鋁材雷射切割是如何運作的？

鋁雷射切割利用高功率雷射光束精確熔化和汽化鋁材料，以達到所需的切割效果。 

雷射可以切割的最大鋁厚度是多少？

雷射可以切割鋁的最大厚度通常取決於其功率。對於工業級雷射器，通常會切割厚達約 25 毫米的鋁板。 

鋁材雷射切割貴嗎？

鋁雷射切割的成本可能會因多種因素而異，例如材料的厚度、設計複雜性和精度。然而，由於其切割速度快，對於中批量生產通常具有成本效益。 

鋁板雷射切割速度是多少？

雷射切割速度會根據雷射功率和鋁板厚度的不同而顯著變化。然而，最常見的速度約為 1,000–3,000 毫米/分鐘。