雷射切割是什麼?
生活中常見到一些非常美型的金屬加工物，例如近年露營風興起下，焚火台的外觀就有很大的改變，甚至居家裝潢，這幾年也大大的流行很多個性化的金屬飾板。而這些獨特的金屬加工，就和雷射切割之間存在密切的關係。這些獨特的金屬加工物，現代化的金屬加工廠，一樣能夠客製化產出嗎? 這個答案是肯定的，例如雄生鋼鐵，就有針對這項，導入現代化的軟硬體(ex:雷射切割機 & Auto CAD)，依照客戶的需求製作相對應的金屬加工品。 接下來，我們針對雷射切割，這個金屬加工方法，介紹他獨特的原理、種類、優點與應用。
雷射切割原理與先天限制
金屬加工是指通過對金屬材料進行加工處理，以製造出所需形狀、尺寸和性能的金屬零件或組件的過程。金屬加工和雷射切割之間存在密切的關係，雷射切割作為一種金屬加工方法，具有獨特的原理、應用、先天限制和優點。
雷射切割是金屬加工的一種方法，且可用於切割不同材料厚度的金屬，其原理是利用高能密度的雷射光束，通過焦點聚焦，產生高溫和高能量，而使金屬材料在焦點處熔化或氣化，然後通過氣流或機械力將切割部分移除，實現精確的切割。
雖然雷射切割具有高精度和適應性強的優點，但也存在一些先天限制。例如，對於高反射性金屬，如鋁和銅，雷射切割效果較差，需要采取特殊處理措施。此外，雷射切割適用於平面和較薄的材料，對於厚度較大的金屬材料，其切割速度可能較慢。
三大種類的雷射切割
【三大種類雷射切割】 -1: 氣體雷射源
這項雷射切割使用的氣體為二氧化碳，波長約10.6μm（紅外線），是目前市場上應用較廣的工業雷射技術。目前世界上功率最高的雷射器就是以二氧化碳氣體為能源，能源的轉化率高達20%，因此高功率的氣體雷射源經常用來做工業用的切割機，而低功率的雷射器常常用來雕刻。此外，由於水在二氧化碳雷射器的頻率極易揮發，所以也常常被使用為雷射嫩膚、磨皮等領域。
【三大種類雷射切割】 -2: 固體雷射源
以光纖作為雷射媒介，波長為1,080nm，屬於固態雷射（SSL）的一環。它是採用雷射二極體當作激發的介質，在玻璃光纖傳遞的同時，光束能量也變強，因此產生光纖雷射。這種雷射切割的傳導過程單純、效率高，且與燈源雷射相比電能消耗率僅1% ，因此成為目前市場上雷射切割技術的主流之一。因不同的加工需求，所需雷射光纖的光斑大小、工作光纖直徑、傳導光纖的上位準直鏡都不同，因此選擇適合的聚焦鏡進行聚焦後，就能以最佳的光斑進行加工。
【三大種類雷射切割】 -3: 半導體雷射源
半導體雷射在1962年被開發，並於1970年實現室溫下連續發射的理想。後來改良後開發出雙異質接合型雷射，這種雷射二極體結構可大幅降低雷射光束逸散率，提高切割強度與效率，是半導體雷射切割種類主要採用的結構。目前半導體雷射源被廣泛應用於光纖通信、資訊處理、光碟、雷射印表機、雷射掃描器、雷射筆等，是目前生產量最大的雷射器。
雷射切割的六大優點
【雷射切割的六大優點】 – 1. 精確性與複雜性
雷射切割機能夠實現高度精確的切割和雕刻，即使在複雜幾何形狀上也能保持一致的品質。
【雷射切割的六大優點】 – 2. 無接觸加工
雷射光束不需要實際接觸工件，因此可以避免物理損壞，特別適合處理脆弱材料。
【雷射切割的六大優點】 – 3. 多材料處理
雷射切割機適用於多種材料，包括金屬、塑料、木材、玻璃、陶瓷等，擴展了其應用領域。
【雷射切割的六大優點】 – 4. 快速加工速度
雷射光束的高能量密度意味著材料可以迅速加熱，因此雷射切割機通常具有高效的切割速度。
【雷射切割的六大優點】 – 5. 靈活性
雷射切割機可以根據不同的需求和設計進行定制，因此在許多不同應用場景中都能發揮作用。
【雷射切割的六大優點】 – 6. 少量浪費
由於雷射切割精確，可以減少材料的浪費，從而降低成本。
雷射切割與其他加工方式的比較
【雷射切割 vs 水刀】
水刀使用高壓的水柱來切割金屬與非金屬等板材。水刀 切割後會產生毛邊，且切割面不垂直。相較於雷射，水刀速度比較快，更適合快速的大量生產。水刀切割時的孔徑約0.8mm到1.2mm，誤差大，不適合精細加工。
【雷射切割 vs CNC切割】
CNC切割使用刀具，切割時孔徑比雷射大。在切割轉角時，因受限於道刀具，會產生R角，無法像雷射一樣切出尖銳的角。同時，也因刀具的關係，無法切割過小的細節。與雷射不同，CNC不會產生燒融現象，對於材料的損耗一樣很小，但是會產生碎屑。壓克力在切割後會形成霧面，需要再進行拋光。CNC和雷射可切割的材料大致相同，但CNC的加工成本比較高，所以許多時候會優先使用雷射來製作。
【雷射切割 vs 電漿切割】
電漿切割適合切割厚金屬板。與雷射切割相比，電漿切割後的切割面垂直性差，會產生0.5到1.5度的斜面。切割面比較粗糙，需要再磨平。在切割的過程中容易消耗較多的材料，且會產生碎屑。相較之下雷射，孔徑小，精度有0.05mm，切割面垂直且平滑。
四大雷射切割的應用
金屬加工和雷射切割廣泛應用於製造業各個領域，包括航空航天、汽車、船舶、電子、建築、醫療等。隨著技術的不斷進步，雷射切割機將繼續在各種領域中扮演重要的角色，為生產和創新提供支持。
【四大雷射切割的應用] -1. 航空領域
金屬加工和雷射切割可用於製造飛機結構、發動機零件等
【四大雷射切割的應用] -2. 汽車製造
可用於製造車身零件、引擎部件等
【四大雷射切割的應用] -3. 建築領域
可用於製造結構鋼材等。
【四大雷射切割的應用] -4. 醫療領域
雷射切割機可以用於製造醫療設備和植入物。
雷射切割已經無所不在 & 高度客製化
金屬加工和雷射切割之間相互補充，雷射切割作為金屬加工的一種高效、精確的方法，在工業和製造領域得到了廣泛應用，並在提高生產效率和品質上發揮了重要作用。而金屬加工與雷射切割，在目前現在化的鋼鐵廠中，高雄在地的雄生鋼鐵在這方面就是首屈一指的領先者，搭配雷射切割，更能完美的完成每一項客製化的需求，可以參考看看雄生鋼鐵的產品: Link，若有客製化金屬加工需求的，可以跟雄生鋼鐵諮詢看看。
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