雷射雕刻技術種類有哪些?該如何選擇?
2024-06-01經常有顧客來電詢問「EDLASER雷射雕刻機」可以雕刻與切割哪些材質,於是今天就來寫寫雷射雕刻技術有哪些,從加工的角度來看,各種雷射適合做哪些方面的應用。
雷射雕刻機最重要的就是雷射光源,光源決定了波長與功率,就決定了適合雕刻或切割什麼材質。目前市場上最廣泛被應用的雷射光源有固體雷射、光纖雷射、二氧化碳雷射三大類。
一、固體雷射
使用激發固態晶體產生雷射,是最古老的技術之一。而固體雷射中常見的有「二極體雷射」與 「Nd:YAG 雷射」。
二極體雷射:原理類似常見的 LED 發光二極體,發光後,在內部結構有兩個平行的表面,讓光子在裡面來回激發半導體,只有特殊波長的光才會跳出這兩個平面發出雷射光。最常見的應用是雷射筆、光碟機。EDLASER 的雕刻模組也是使用日本日亞藍光二極體雷射,體積極小。二極體雷射最高功率目前可達到40W光功率,由於功率較高,所以EDLASER的雷射二極體很適合用於切割與雕刻,並且不須像CO2雷射管需要水冷散熱,也不須停機。
二、光纖雷射/1064NM紅光金屬雷射模組
發展時間較短,可以屬於特殊的固體雷射,使用半導體做為初始光源,並透過特殊的共振腔大幅增加輸出功率,波長通常在 1000 – 1800 奈米,適合雕刻或切割金屬,而不適合非金屬類材質 ( 樹脂類工程塑膠為例外 )。單位體積發光效率高。搭配機器單價較高,適合商用金屬打標或切割,速度快,耗能低。
三、二氧化碳雷射
最常見的技術,但操作校正最麻煩,運作原理為管內填充二氧化碳氣體,兩端使用高電壓激發氣體產生雷射。
40W – 150W CO2 雷射: 缺點:需停機散熱,需使用水冷設備。
CO2 產生的雷射光波長為 10640 奈米,可以有效被有機材料吸收,適合雕刻、切割非金屬材料,包括但不限於木頭、皮革、紙張、壓克力、橡皮,而一些像是玻璃、石頭、陽極處理過的鋁合金表面材質等則可以破壞表面雕刻。50W 機器雷射全開時,聚焦點約為攝氏 300 度,熔點高於此溫度的材質無法切割。
總結
最後,我們用表格來整理一下各技術適用的情境:
非金屬雕刻 (打標) | 非金屬切割 | 金屬雕刻 (打標) | 金屬切割 | |
量少 | 二極體雷射 CO2 雷射 | 二極體雷射 CO2 雷射 | 1064紅光雷射 | 光纖雷射切割 |
量大 | CO2 雷射 二極體雷射 | CO2 雷射 二極體雷射 | Nd:YAG 雷射 光纖雷射 | 光纖雷射切割 |