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激光加工設備的兩大類激光器

發布時間:2018-09-18點擊量:

   目前,用于激光加工設備的工業激光器主要有兩大類:固體激光器和氣體激光器。其中,固體激光器以Nd:YAG 激光器為代表;而氣體激光器則以 CO2 激光器為代表。隨著激光技術的發展,目前人們也開始在某些加工應用場合使用大功率光纖激光器和大功率半導體激光器。成都激光加工設備廠研發制造的 Nd:YAG 激光器的激光工作物質為固態的 Nd:YAG 棒,其激光波長為 1.06μm。由于該種激光器的激光轉換效率較低,同時受到 YAG 棒體積和導熱率的限制,其激光輸出平均功率不高。但由于 Nd:YAG 激光器可以通過 Q 開關壓縮激光輸出的脈沖寬度,在以脈沖方式工作時可獲得很高的峰值功率(108W),適用于需要高峰值功率的激光加工設備加工應用;其另一大優點是可以通過光纖傳輸,避免了復雜傳輸光路的設計制作,在三維加工中非常有用。此外,還可以通過三倍頻技術將激光波長轉換為 355nm(紫外),激光器和計算機連接,在激光立體掃描、造形技術獲得很好地應用。

   CO2 激光器的激光工作物質為 CO2 混合氣體,其主要應用的激光波長為 10.6μm。由于該種激光器的激光轉換效率較高,同時激光器工作產生的熱量可以通過對流或擴散迅速傳遞到激光增益區之外,其激光輸出平均功率可以做到很高的水平(萬瓦以上),滿足大功率激光加工設備的要求。

   激光加工是未來材料加工應用發展的趨勢之一,而 CO2 激光加工設備一直占激光材料加工中主要的地位,世界激光市場也以 CO2 激光機器為主力,約占全部的七成左右,每年以百分之十左右的速度增長。近幾年來,隨著國際和國內整體產業環境的改變,在產業水準提升、技術人員缺乏、自動化需求增加、產品附加價值和加工質量有待提高的壓力下,激光加工應用已逐漸被國內產業界接受并采用。

   由于我國激光器的研發和制造起步較晚,市場擁有量較低,應用領域越來越廣,短期內可維持較高的激光市場增長率,加工應用的市場潛力也很大。但產業界和工業 CO2 激光的使用者,仍然有許多問題需要去解決,尤其在相關技術人員的養成訓練和新的加工應用領域開拓這兩方面,更須下大力氣。激光加工設備的前景是廣闊的,激光加工手段的不斷進步必將帶來材料加工領域的一次革命。