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雷射切割（激光切割） 是一種利用高能量雷射光束對材料進行精密切割的先進加工技術，廣泛應用於工業製造、藝術設計、醫療等領域。分別說明如下：
一、雷射切割的工藝原理
- 能量聚焦：
通過光學系統將雷射光束聚焦成極小的光點（直徑可達微米級），產生高功率密度（可達 106∼108 W/cm2），瞬間加熱材料至熔化、汽化或燃點。 - 材料去除：
輔助氣體（如氧氣、氮氣、壓縮空氣）吹除熔融或汽化的材料，形成乾淨的切割縫。 - 運動控制：
通過數控系統（CNC）精確控制雷射頭或工作台的移動路徑，實現複雜形狀的切割。
二、適合應用的領域
- 金屬加工
- 工業零件：汽車部件、機械結構件、模具等。
- 薄板切割：不鏽鋼、鋁合金、銅等金屬板材（厚度通常小於30mm）。
- 精密部件：電子元件、鐘錶零件等需微米級精度的產品。
- 非金屬加工
- 塑料與複合材料：壓克力、ABS、碳纖維等，用於廣告標牌、模型製作。
- 木材與皮革：家具裝飾、藝術雕刻、皮具鏤空。
- 玻璃與陶瓷：特殊工藝品或電子基板（需特定波長雷射）。
- 特殊行業
- 醫療器械：手術刀片、支架等無菌高精度部件
- 航空航天：鈦合金、鎳基高溫合金的輕量化零件
- 能源領域：太陽能板切割、電池極片加工
三、雷射切割的主要優點
- 超高精度與品質
- 切割縫寬可控制在0.1mm以下，重複精度達±0.05mm，邊緣光滑無毛刺，減少後續加工需求。
- 非接觸式加工
- 避免傳統刀具磨損，延長設備壽命，且無機械應力變形，適合脆性材料（如玻璃）。
- 高效率與靈活性
- 切割速度可達每分鐘數十米，支持複雜圖形（如曲線、鏤空）的快速切換，適合小批量客製化生產。
- 材料利用率高
- 通過智慧排版軟體優化切割路徑，減少廢料（例如鈑金加工可節省15%-20%材料）。
- 自動化整合
- 可搭配機械手臂、自動上下料系統，實現24小時無人化生產，適用於工業4.0場景。
四、技術限制與注意事項
- 材料厚度限制：金屬切割厚度通常小於30mm，非金屬可達50mm以上，但效率隨厚度增加下降。
- 成本考量：高功率雷射設備初期投資較高，適合高附加值產品。
- 材料特性限制：高反射材料（如銅、金）需特殊波長雷射（如綠光雷射），且切割難度較大。
五、常見雷射類型對比
| 雷射類型 | 波長 | 適合材料 | 應用場景 |
|---|---|---|---|
| 光纖雷射 | 1064 nm | 金屬（鋼、鋁、鈦） | 工業金屬切割、焊接 |
| CO2雷射 | 10.6 μm | 非金屬（塑料、木材） | 廣告、服裝、工藝品 |
| 紫外雷射 | 355 nm | 脆性材料（玻璃、陶瓷） | 微電子、醫療精密加工 |
結語：雷射切割以其高精度、高效率和多材料適應性，成為現代製造業的核心技術，尤其適用於複雜設計、小批量生產及高附加值產品的加工需求。
