干货课堂丨光纤激光器不能切割木材?新型光纤激光器能!

日期: 2020-03-11
浏览次数: 140
SHARE:

2μm光纤激光器切割木材工艺总结

 目前,木材的切割多是以传统的锯片切割形式进行,但会产生大量的锯末和噪音等污染。采用激光对木材进行切割不但可以降低噪音,同时还可以减少锯末颗粒的产生,削减对人体的危害。激光切割木材的断面质量也要比传统方式切割的要好,切割面上粗糙、撕裂或者绒毛木纹并不明显,而是覆盖了一层薄碳化层。

激光切割木材机理

激光切割木材有两种不同的基本方式:瞬间气化和燃烧。激光切割木材的方式取决于激光切割时被木材吸收的功率密度大小。瞬间气化是较理想的一种木材切割方式,木材在聚焦激光束的照射下气化形成切缝。气化切割的特点是:切割速度快,热量传输不到未切割的基材上,剖面无碳化,仅有轻微发暗和釉化。而燃烧方式的切割主要是因为光束功率密度较低,其特点为切割速度较慢,切缝更宽,切割厚度大,切割时伴有烟尘和焦味。燃烧方式切割单位材料所消耗的能量要比气化方式更高,且切边有碳化现象。不过在切割木材的实际过程中,气化的同时基本上都伴有燃烧,这是因为气化方式虽然具有高效能的优点,但是需要较高的功率密度才能实现。而实际的激光照射过程,由于受激光输出功率和光束模式的影响,在材料光照表面总有部分区域的光束功率密度低于气化所需的功率密度值,因此出现少量燃烧的现象。另外,激光切割木材同样需要与光束同轴的辅助气流,一般为低压惰性气体或者空气。

什么类型的激光器能切割木材

激光切割木材一般是选用CO2激光器,其波长是10.6μm。但是CO2激光器光电转化率低(只有5%~10%),能耗比较大;激光器需要经常换气,维护成本高;外光路复杂,安装、调试和维护难度大。因此CO2激光器在实际的工业生产应用中局限性大,应用越来越少。

目前市场上光纤激光器(波长是1μm)切割金属板材已经非常普遍,那么这种光纤激光器能否用于切木材呢?如果是1μm波长的掺铒光纤激光来切木材,答案是:比较困难的。这是因为木材对1μm波长的激光吸收率比较低,难以形成割缝。

针对应用需求,飞博激光开发出了掺铥连续光纤激光器,比如下面的TDFL-180-CW-SM激光器,激光增益光纤内部掺杂是铥,发射出来的激光波长是2μm。相比常见波长1μm波长的激光,木材(尤其是木材中的水分)对其吸收率更高。

干货课堂丨光纤激光器不能切割木材?新型光纤激光器能!

飞博激光TDFL-180-CW-SM激光器

飞博2μm波长掺铥光纤激光器切割木材测试

使用该激光器对木板进行切割,切割参数如下:

干货课堂丨光纤激光器不能切割木材?新型光纤激光器能!

切割表面未发现粗糙,撕裂和绒毛木纹等缺陷,不过切割端面出现了一定程度的碳化。如上所述,碳化现象主要是因为激光功率不足。在切割表面质量要求不高的情况下,可允许表面发生一定程度的碳化。如需表面无碳化则需要增加激光器功率或改变切割头的准直聚焦比。

干货课堂丨光纤激光器不能切割木材?新型光纤激光器能!

激光切割8mm胶合板样品

干货课堂丨光纤激光器不能切割木材?新型光纤激光器能!

激光切割18mm胶合板样品

飞博激光开发的这一系列的2μm波长掺铥连续光纤激光器光电转化率能够达到20%以上,相比CO2激光器来说更加节能。加上掺铥光纤激光器结构简单、光束质量好、易集成、易操作和免维护等特点,预计未来会在木材切割领域中大展身手,逐渐替代CO2激光器。


RELATED NEWS RECOMMEND 推荐新闻 More
2020 - 11 - 25
点击次数: 78
小雪节气过后,天气愈发寒冷,低温、大风天较多,尤其是北方地区,今年更是早早迎来降温和雨雪。在冬日极低的温度条件下,激光器的防冻维护更要上心:当环境温度降至冰点以下时,激光器中的冷却液会由液态变为固态,体积也会增大并可能涨破水管。而一旦内部器件被涨裂,激光器则可能面临返厂维修的窘境,给用户带来较大的经济损失。                             要如何做才能防止激光器出现上述问题呢?别着急,飞博激光教你防治办法!方法一:保证水冷机与激光器的信号连锁处于生效状态,以防水冷机出现故障时影响到激光器的核心部件。方法二:不关水冷机,尤其在夜晚,请保证水冷机不停机,同时将水温设置在5~10℃之间,保证冷却液正常流动且温度在冰...
2019 - 12 - 19
点击次数: 281
激光深熔焊接作为激光焊接的两种基本模式之一(另一为热传导焊接),其应用越来越广泛。为了获得更高的激光深熔焊接效益,飞博激光特为各位焊接用户总结了此种焊接方式的主要影响因素,包括激光功率密度,焊接速度,焦点位置,保护气体,工件接头装配间隙,材料本性等各个方面,助力各家用户趋利避害,最大限度利用好激光器及激光设备。 1. 激光功率密度1)进行深熔焊接的前提是聚焦激光光斑有足够高的功率密度,因此激光功率密度对焊缝成形有决定性的影响。激光功率同时控制熔透深度与焊接速度,对一定直径的激光束,当增大激光功率时,熔深加深,焊接速度加快。2) 对达到一定焊接熔深的激光功率一般存在临界值,达到这个临界值时,熔池剧烈沸腾,超过时则熔深会急剧减少。另外,由于金属蒸气的作用力,熔池内会形成小孔,而小孔正是深熔焊接实现的关键。3) 焦斑功率密度不仅与激光功率成正比,还与激光束...
2019 - 11 - 29
点击次数: 279
作为中高功率光纤激光器的使用“搭档”,水冷机在激光系统运行过程中可以起到良好的降温作用,以防激光器内部过热烧坏元器件给激光器终端使用厂家带来不便和损失。但是,若水冷机使用不当,同样会引起激光器故障,影响厂家的使用和收益。飞博激光为各位终端使用厂家总结了如下水冷机的使用注意事项,请各位按下文指示正确使用水冷机。1. 冷却水可使用去离子水、蒸馏水,冷却水更换周期为30天以内,滤芯更换周期为90天以内。冷却水一定要干净,如果水中有杂质可能会沉积在水冷板中,造成散热不良。2. 因激光器和输出头对水温要求不同,推荐使用双温双控的水冷机为激光器和输出头提供制冷。给激光器制冷的水路温度设置安装激光器使用手册规定设置;给输出头的水路温度设置为当天工作环境气温的最大值。3. 对于环境温度低于0℃的情况,推荐使用带加热功能的水冷机,且水冷机一直保持开机工作状态;水冷机停机不用时,...
2019 - 05 - 16
点击次数: 277
时光荏苒,转眼间飞博激光已成立接近六年,在这六年中,飞博人持续创新,一步步的完善技术工艺,也让产品不断的更新换代。但是飞博自始至终都没有忘记从成立之初就对我们付与信任并选择飞博激光器的老客户们。本期,飞博激光就针对2016年前产的飞博激光器,给老客户们整理了一些输出头水道维护操作指南,希望能给大家带来帮助。此操作指南是针对在现场维护输出头水道的情况,首先现场服务人员应该进行基本的判断现场水道是有问题的,这些判断的依据包括:1. 客户水冷水质比较差2. 给输出头供水的水冷管短接时流速正常,接入输出头后流速显著下降。输出头水道现场维护操作如下:1. 首先确保输出头的输出头进出水管不密闭,这样可以减少拆解时的阻力。2. 将输出头的进出水接头拆下。    3. 将四颗图示的四颗水道护套固定螺丝拆下。4. 确保...
  • 姓名:
  • *
  • 邮箱:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 详细说明:
  • *
     
上海飞博激光科技有限公司
电话: 021-59962338
传真: 021-59960273
地址:上海市嘉定区招贤路655号
Copyright ©2019 - 2024 上海飞博激光科技有限公司


犀牛云提供企业云服务