① 激光打孔的激光打孔設備
1、激光打孔用激光器
激光器是激光打孔設備的重要組成部分,它的主要作用是將電源系統提供的電能以一定的轉換效率轉換成激光能。按激光器工作物質性質,可分為氣體激光器和固體激光器。用於打孔的氣體激光器主要有二氧化碳激光器,而用於打孔的固體激光器主要有紅寶石激光器、釹玻璃激光器和YAG激光器。
二氧化碳激光器有許多獨特的優點,它的轉換效率高於其它激光器,可以為許多非金屬材料(如有機玻璃、塑料、木材、多層復合板材、石英玻璃等)所吸收。更為重要的是,二氧化碳激光器與其他激光器相比,可以進行大功率輸出。當與其他技術配合時,可以實現高速打孔,最高速度可達100孔/秒,這是其他激光器很難做到的。
雖然如此,但由於二氧化碳激光器的對焦、調光都不方便,設備一次性投資也比較大,在激光打孔設備中不及其他三種激光器應用普遍。固體激光器以其獨特的優點在激光打孔中得到廣泛的應用。它的主要優點是:(1)輸出波長短。(2)輸出的光可用普通的光學材料傳遞。(3)整機體積小,使用維護方便,價格低於二氧化碳激光器。
2、激光打孔用機床
激光打孔用機床簡單又通用的形式為三維機床。兩維運動在水平面,以X、Y表示,兩坐標軸相互垂直,第三維Z軸與Z-Y平面垂直。每一維可通過步進電機帶動滾珠絲杠在直線滾珠導軌上運行,它的精度由絲杠的精度和滾珠導軌的精度確定。如果配以微處理機系統,三維機床就可以完成平面內各種孔及一定范圍內群孔的激光加工。當需要在管材或桶形材料進行系列孔的加工時,機床應具有五維功能,除了前面提到的三維以外,增加的兩維是X-Y平面360度的旋轉,我們定義它為A軸,X-Y平面在Z方向上的0-90度傾斜,我們定義它為B軸。這樣多種類型的激光打孔加工,五維工作台都能勝任。在需要節省設備投入的情況下,可將B軸的數控改為手動。這樣既能節約資金,也基本能完成所有的打孔任務。
3、激光打孔整機設備
歷年來,國內外激光打孔機整機水平處在一個迅速發展的階段,激光器輸出功率逐漸提高,脈沖寬度越來越窄,頻率范圍越來越寬,其他參數也越來越趄著有利於打孔的方向發展。導光系統和激光打孔機的控制部分的柔性不斷提高,使得打孔范圍不斷擴大。目前國內已形成商品的激光打孔機有幾十種,除了大專院校和科研院所之外,專門經營製造激光設備的公司也逐漸增多。這表明中國的激光加工正朝著產業化方向發展。