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什么是CO2激光切割机？

什么是CO2激光切割机？CO2激光切割机是一种利用CO2激光器产生的红外激光束（通常波长为10.6μm）进行切割的设备。₂ 激光切割、雕刻或打标各种材料。它广泛应用于金属、塑料、木材、皮革、布料、玻璃和亚克力等材料的加工。

1.什么是CO2激光切割机？

CO2激光切割机是一种利用CO2激光器产生的高能红外激光（波长约10.6μm）进行切割的设备。₂ 激光对材料进行切割、雕刻或打标。它属于热加工技术，广泛应用于非金属材料（如木材、亚克力、塑料、布料、皮革等）和部分金属材料的精密加工。

2.CO2激光切割机的工作原理

一氧化碳₂ 激光切割机是利用CO₂激光器产生的高能红外激光（波长约10.6μm）加热、熔化或气化材料，并通过辅助气体吹走熔渣，实现高精度切割的设备。CO₂激光切割的工作原理是怎样的呢？

工作流程

1）激光器产生CO2激光束

使用 CO₂ 以混合气体（主要成分：二氧化碳、氮气、氦气）为工作介质，在高压电场作用下，CO2分子被激发，释放特定波长（10.6μm）的红外激光束。

该激光束能量密度高，单色性好，适合切割非金属材料和部分金属材料。

2）光学系统传输与聚焦

激光束通过反射镜和聚焦镜引导至切割头，并聚焦成一个直径非常小的光斑（通常小于0.2mm）。

激光的高能量瞬间将点处的材料加热至熔融或气化状态。

3）材料被加热、熔化或汽化

聚焦激光束照射到材料表面后，材料吸收激光能量，温度迅速升高。

不同材料的反应：

可熔材料（如塑料和丙烯酸树脂）：直接熔化并吹走。
可燃材料（如木材和皮革）：碳化并蒸发。
金属材料：需要高功率激光，并借助氧气辅助进行氧化燃烧，以提高切割效率。

4）辅助气体吹走炉渣

切割过程中通常使用高压辅助气体（如氧气、氮气或空气）：

氧气（O₂）：提供燃烧辅助，提高金属切割效率。
氮气（N₂）：适用于需要高质量切削刃的材料（例如不锈钢）。
压缩空气：适合低成本加工的经济解决方案。

高速气流可以冷却切割区域，防止边缘过度烧伤，并吹走熔融材料以提高切割质量。

5）数控系统精确控制切割路径

计算机数控（CNC）系统或激光控制软件预设切割路径并控制激光头按照指定的图案移动。

CO₂激光切割的主要方法

二氧化碳激光切割主要基于材料对激光能量的吸收特性，结合不同的物理化学反应来实现高效的加工。常见的切割方式有气化切割、熔化切割、氧化切割和划片切割。

1）汽化切割

原则：

激光束在极短的时间内将材料表面加热到沸点，使其直接汽化（升华）。
由于没有熔融阶段，材料直接变成蒸汽并被高速辅助气体带走。

特征：

适用于熔点高、热导率低的材料。
切口极窄，边缘整齐。
需要极高的激光功率（通常高于熔化切割）。

适用材料：

木头
纸
塑料（部分）
丙烯酸纤维
复合材料
一些陶瓷材料

2）熔化切割

原则：

激光束将材料加热到熔点，使其熔化。
高压惰性气体（如氮气N₂、氩气Ar）吹走未发生氧化反应的熔融材料。

特征：

适用于不想氧化的材料，例如不锈钢，铝等。
切割面光滑，无氧化层。
需要更高气压的辅助气体来吹走熔融的材料。

适用材料：

不锈钢
铝和铝合金
钛及钛合金
一些塑料

3）火焰切割/氧化切割

原则：

使用氧气（O₂）作为辅助气体，激光束将金属加热到燃点，使其与氧气发生剧烈的氧化反应，产生大量的热能，加速切割过程。
反应产生的氧化渣被高速气流吹走，形成割缝。

特征：

切割速度比熔化切割更快（因为氧化反应会产生额外的热量）。
适用于碳钢等可氧化材料，但会形成氧化层（需进行后处理）。
适用于切割较厚的金属材料。

适用材料：

碳钢
低合金钢
一些铸铁

4) 划线/控制断裂切割

原则：

利用低功率激光在脆性材料表面刻划出微裂纹，然后施加机械应力或热应力，使材料沿裂纹断裂。

特征：

适用于玻璃、陶瓷等易碎材料，避免直接熔化或气化。
切削刃整齐，热影响区（HAZ）减少。
需要精确控制激光功率和焦点，以避免材料不均匀破裂。

适用材料：

玻璃（如光学玻璃、石英玻璃）
陶瓷
人造蓝宝石

各种切割方式对照表：

切割方法	热影响区	切割速度	切割表面质量	适用材料
汽化切割	小的	缓和	非常顺滑	木材、纸张、塑料、丙烯酸
熔切	低的	缓和	高（无氧化层）	不锈钢、铝、钛
氧化切割	高的	快速地	低（需去除氧化层）	碳钢、低合金钢
划线切割	非常小	快速地	非常高（无熔化）	玻璃、陶瓷

CO₂激光切割特点及适用材料表：

切割方法	特征	适用材料
汽化切割	高能激光直接汽化材料	木材、塑料、丙烯酸、纸张
熔切	材料熔化，借助气体吹扫去除炉渣	金属、不锈钢、塑料
氧化切割	依靠氧气辅助燃烧，加速金属切割	碳钢、合金钢
划线切割	低功率激光用于切割脆性材料	玻璃、陶瓷

概括：

汽化切割：适用于低熔点材料（木材、塑料）及要求高精度切割的场合。
熔化切割：适用于切割要求边缘不氧化的不锈钢、铝等金属。
氧化切割：适用于要求高效切割但允许存在氧化层的碳钢等金属加工。
划线切割：适用于玻璃、陶瓷等脆性材料的精细加工。

3.CO2激光切割机的特点是什么？

CO₂激光切割机是一种非接触式热加工设备，主要采用波长为10.6μm的红外激光进行高精度切割和雕刻，适用于多种非金属材料和部分金属材料。其主要特点如下：

1）适用材料范围广泛

适用于非金属材料：如木材、亚克力、塑料、皮革、布料、橡胶、纸张、玻璃、陶瓷等。

可以加工某些金属：通过添加辅助气体（如氧气）或特殊涂层，可以切割薄金属（如不锈钢、碳钢、铝合金）。

对有机材料友好：激光切割不会产生物理应力，不易造成材料损坏。

2）切割精度高

精度可达±0.1mm，适合精细雕刻和复杂图案切割。

光斑直径小，热影响区小，减少切割变形和烧伤。

无需模具，支持CAD/CAM设计，实现高精度自动化加工。

3）切割质量好，边缘光滑

高能激光束将材料熔化，切割边缘整齐，无需二次打磨。

切口光滑、无毛刺、无机械变形，提高了产品质量。

适用于广告、装饰、包装、服装等行业高要求加工。

4）高效率和自动化

切削速度快，比传统刀具切削效率高，适合大批量生产。

支持CNC数控系统，可自动编程、优化切割路径，提高生产效率。

可直接导入CAD、CorelDRAW等设计文件，实现智能化操作。

5）非接触式加工，损耗低

激光切割属于非接触加工，不会对材料施加机械压力，不易造成损坏。

无工具磨损，减少机械零件的更换，降低维护成本。

适用于易碎、柔软或精致的材料（如玻璃、布料、丙烯酸等）。

6）环保低污染

无粉尘、无碎屑、无噪音，比传统切割方法更清洁。

激光切割时可使用排烟设备，减少烟雾对环境的影响。

避免机械切割时产生的废料，提高材料利用率。

7) 可雕刻和标记

除了切割之外，还可以进行激光雕刻，可以实现精细的图案雕刻和个性化定制。

适用于广告制作、礼品雕刻、电子元器件打标等应用场景。

8）可集成自动化系统

可与流水线、机器人、数控等工业设备结合，提高生产自动化水平。

适合大批量生产和智能制造，提高效率，降低人工成本。

4. CO₂激光切割机与光纤激光切割机的区别

特征	CO₂激光切割机	光纤激光切割机
适用材料	主要用于非金属，可切割薄金属	主要用于金属切削
波长	10.6μm（适用于非金属）	1.06μm（适用于金属）
切割质量	切口光滑，适合精细雕刻	更高的金属切削效率
设备成本	相对较低	价格较高，维护成本低
能源消耗	相对较高	更节能
应用领域	广泛应用于广告、服装、包装、木工等行业。	主要用于金属加工、汽车、航空等行业