激光切割已成为工业制造中最精确且灵活的分离技术之一。得益于这种无接触加工方式，无论是金属、塑料，还是特殊材料，激光切割都能够实现干净利落地切割边缘，并且不会产生工具磨损。特别是在电池、医疗技术和氢能行业，Sonplas 采用该工艺带来了显著优势。凭借高速切割、减小热影响区以及自动化，Sonplas 通过自动化激光切割系统与解决方案，为客户提供了相较传统分离方法更具成本效益的替代方案。
激光切割基础知识
- 激光切割是一种用于分离金属和非金属材料的加工工艺。
- 激光切割的作业原理是基于聚焦激光束与工件之间的相互作用。
- 作为现代制造中成熟的分离技术，激光切割利用激光辐射实现材料的精确切割。
- Sonplas 战略性地采用该技术，为工业制造开发创新解决方案。
激光辐射及其特性
- “LASER” 是 “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”（受激辐射光放大）的缩写。
- 激光辐射通过不同的介质（如气体或晶体）产生并聚焦，以实现高能量密度。
- 根据光源类型，激光束在加工时可聚焦至 30 µm（红外光纤激光）或 500 µm（CO₂ 激光）。
- 采用球面透镜将激光束聚焦到极小的点。
- 激光切割机的透镜采用氟化钍涂层。
- 激光切割机可使用不同类型的透镜，包括球面透镜、柱面透镜和非球面透镜。
- 激光切割的工作模式包括连续波（CW）和脉冲模式。
- 采用三点测量法精确确定金属板在激光切割过程中的位置。
不同类型的激光
- 激光类型多种多样，例如 CO₂ 激光和光纤激光，每种激光适用于不同的金属加工应用。
- 由于 CO₂ 激光和光纤激光的特性不同，它们被广泛应用于金属加工领域。
切割间隙与切割质量
- 激光切割的质量对于最终产品的美观性和功能性至关重要。
- 激光切割能够实现干净利落的切割边缘，无毛刺，从而提高后续加工效率，减少返工需求。
- 材料的特性（如表面质量）会直接影响切割效果；表面变色或硬化可能会降低切割质量。
- 对于塑料和纺织材料的激光切割，切割边缘整齐，且不会产生毛边。
激光切割工艺详解
- 激光切割可分为熔融切割、火焰切割和升华切割等不同类型。
- 在选择合适的切割技术时，需要权衡激光切割与传统切割方法的优缺点。
- 材料表面的温度是影响激光切割应用的关键因素之一。
- 光纤激光的最大切割厚度可达 300 µm。
- 光纤激光的最大功率可达到 15,000 瓦。
- 激光切割机的标准工作区域为 700 x 700 mm，但我们可以根据需求提供更大尺寸的工作区域。
- 切割过程中，材料会以熔融物、氧化产物或蒸气的形式被去除。
例如，以下材料可进行加工：石墨（Graphite）、碳化硅（SiC）、镍钴锰氧化物（NMC）、磷酸铁锂（LFP）、铝（Aluminum）、铜（Copper）和钛（Titanium）。
- 火焰切割工艺包括将材料加热至燃点温度，然后进行燃烧切割。
- 与激光熔融切割相比，火焰切割具有更高的切割速度，并能实现几乎无毛刺的切割边缘。
- 在火焰切割中，氧气被用作切割气体。
- 升华切割过程中会产生高压的材料蒸汽。
- 该工艺的原理是通过材料的汽化来实现切割。
- 升华切割适用于木材、皮革、纺织品、纸张、纤维增强塑料等材料，同时也广泛应用于电池及其他材料的加工。此外，在氢能应用领域，激光可用于燃料电池中的 MEA（膜电极组件）、膜片及燃料电池堆板的精确切割。
- 升华切割能够提供高质量的切割边缘，适用于高精度的切割任务。
激光切割的优势
- 激光切割具有多种优势：它消除了工具磨损，并防止工件变形。
- 超短脉冲激光可实现高质量的切割边缘，无熔渣堆积。
- 激光切割是一种精确的加工技术，包括火焰切割、熔融切割和升华切割等工艺。
- 该技术适用于几乎所有类型的材料，且无需接触工件，确保高质量标准。
- 激光切割技术不断进步，在切割速度、精度及材料适应性方面持续提升。
- 最新的激光切割发展趋势着重于提高精度和效率。
- Sonplas 利用这些技术进步，为多个行业提供定制化解决方案——从电池单体生产到医疗技术。
- 技术改进带来了更高的速度和灵活性，这对于现代金属加工至关重要。
- 激光切割广泛应用于多个行业和领域，包括汽车制造、航空航天、机械工程和医疗技术。
Sonplas 激光切割边缘阴极
Sonplas 激光切割边缘阳极
- 通过精确聚焦激光束，可实现最小 40µm 的切割宽度，而某些激光源可达到 200 至 500µm，从而实现极小的切割间隙。
- 由于激光加工是无接触式的，因此不会对工件造成机械变形。
- 在塑料行业，激光切割可确保精确的切割效果，而不会影响材料质量。
- 激光切割非常适用于原型制造，因为它可灵活、低成本地调整设计，并快速进行更改。
- 未来的激光技术趋势将着重于进一步自动化，并结合人工智能以提高切割效率。
- 在激光切割过程中，集成自动化能够缩短加工时间，并减少人工干预，提高生产效率。
- Sonplas 研发高度自动化的激光切割系统，以优化生产流程，实现灵活制造。
- 激光切割是一种高精度、高效率的加工工艺，可最大程度减少材料变形。
- 由于激光束精准高效，激光切割可最大程度减少材料浪费。
- 材料变形的减少不仅节省成本，还降低了资源消耗。
激光切割的技术进步
激光切割的技术进步- 激光切割的自动化提升了效率，并减少了切割过程中的人工干预。
- 激光切割工艺的自动化减少了工具更换和返工需求，从而提高了生产效率。
- 激光切割机可实现连续加工，大幅提升生产速度。
- 激光切割的效率受多种因素影响，包括切割速度、焦点位置和激光功率
激光技术的未来趋势
- 激光技术领域的一项重要创新是超快脉冲激光的发展，这使得切割和加工更加精确。
- 此外，人工智能的集成在优化切割工艺和维护激光系统方面正发挥越来越重要的作用。
- 这些技术进步提高了激光切割的效率和精度，尤其适用于复杂设计的加工需求。
- 未来，激光技术可能在医学、汽车制造和航空航天等领域得到广泛应用，这些行业对精确切割技术的需求尤为突出。
- 中期来看，激光技术的变革预计将集中在提高适应性，并更广泛地融入自动化工厂体系中。
影响切割过程的因素
- 适用于高温和高强度激光束的透镜对于激光切割实现高质量结果至关重要。
- 透镜的质量直接影响切割的精度和准确性。
- 透镜质量不佳可能导致切割结果不准确，甚至损坏材料。
材料特性
材料特性- 材料越厚，切割速度越慢。
- 必须根据材料特性调整切割速度，以确保最佳的切割质量。
- 由于激光束可能发生轻微偏折，材料厚度可能会影响产品的尺寸精度。
- 聚焦的激光束会在局部加热材料，对工件造成的热影响极小。
- 凭借 Sonplas 的专业技术，各种材料都可以针对激光切割工艺进行优化，以确保最高的质量和效率。
激光功率与焦点位置
激光功率与焦点位置- 焦点的位置影响切割的效率和质量。
- 在焦点处，功率密度最高，从而实现最佳的切割效果。
激光切割的应用
- 由于其多功能性和高效性，激光切割广泛应用于多个行业。
- 激光切割具有高加工速度、高质量和高生产率的优势。
- 该技术在定制零件和小批量生产方面都具有经济可行性。
- 随着新技术的发展，激光切割的应用范围预计将进一步扩大。
- 作为激光切割领域的专家，Sonplas 为各行业的企业提供创新解决方案。
- 激光切割可实现高精度的专业金属零件制造。
- 平滑且无毛刺的切割通常无需对复杂轮廓进行后处理。
- 有专门为激光切割设计的材料，可满足高标准要求。
- 激光切割可用于加工厚度高达 300 µm 的卷材。
- 激光切割可对天然和合成纺织品进行精确切割和雕刻。
- 其高精度切割可确保干净的边缘，并最大程度减少织物的毛边风险。
- 激光切割在时尚和家具行业中被广泛应用，可高效制作复杂的图案和设计。
- 激光切割可对天然和合成纺织品进行精确切割和雕刻。
- 其高精度切割可确保干净的边缘，并最大程度减少织物的毛边风险。
- 激光切割在时尚和家具行业中被广泛应用，可高效制作复杂的图案和设计。
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激光切口机的内部视图
Luca Schmerbeck
电池产品经理
通过激光切割，Sonplas 提供了一种经济实惠的冲压替代方案
凭借创新的激光切割技术，Sonplas 开发了一种最先进的工艺，使锂离子电池单体的薄膜加工更加高效和可持续。这项先进的制造技术不仅适用于电池行业，还广泛应用于纸张、太阳能和医疗行业等多个领域。我们将与您携手，共同寻找最符合您需求的完美解决方案。
我们如何助力电池单体的生产？
在电池单体的生产过程中，最佳的切割边缘质量尤为重要。为了提升生产效率，我们提供了采用卷对卷（Roll-to-Roll）工艺的激光切割解决方案，即切口加工（Notching）。该技术可在切割过程中实时处理薄膜边缘，确保高质量、高效率的加工效果。
激光技术已成为钣金制造中不可或缺的一部分。那么，它是否也是冲压的一种经济替代方案？
这取决于具体应用。通常情况下，激光切割在边缘质量和表面质量方面具有明显优势。尤其是在加工复杂轮廓或需要频繁切换不同组件时，激光切割的优势尤为突出——它更高效、更快速，且精度更高。此外，激光切割在产品更换时更加灵活。
相比之下，激光可以灵活地沿各种轮廓切割，并根据材料厚度调整参数，而冲压则需要针对每种零件和材料单独定制模具。冲压模具在加工过程中会因材料冲压而磨损，需要定期修磨甚至更换，导致生产停机和额外的材料成本。因此，根据设备运行时间，激光切割可以快速收回成本。
激光切割可应用于不同的行业吗？
当然可以！ 由于激光切割是一种非接触式加工工艺，热影响极小，因此可对从金属到纸张的广泛材料进行加工，同时保持始终如一的高切割质量。这使得该工艺能够应用于所有需要高效切割薄膜的应用，例如：
- 燃料电池技术，
- 印刷电子产品，
- 氢能应用（如 H₂ MEA——膜电极组件）。
此外，激光切割在多个行业中得到广泛应用，包括：
- 医疗技术，
- 造纸工业，
- 太阳能技术。
激光切割还为用户提供哪些优势？
激光切割的运行速度极高，可达每秒 4 米。电极不会受到颗粒污染。此外，激光可以加工不同的几何形状，而无需对系统进行修改。目前市售最大的电极具有 700 × 700 毫米的加工范围。最终切割结果以其高精度脱颖而出。
我们是您的合作伙伴
Sonplas 将与您携手，共同寻找最适合您的解决方案——因为每种卷材材料都有合适的激光切割技术。
凭借我们的内部专业知识，我们能够提供最优质的咨询，并量身定制完美的激光切割系统，以满足您的特定需求。