1、激光雕刻機的原理(yunl)及使用 第一章 緒論 第二章 激光雕刻機中激光產生的原理 第三章 激光雕刻機的結構及雕刻原理 第四章 激光雕刻機的使用及注意事項 第五章 激光雕刻機的應用范圍及優(yōu)點 第六章 激光雕刻機與其他機器( j q)的比較第1頁/共20頁第一頁，共21頁。第一章 緒論(xln)(xln)激光自1960年問世后, 很快在生產中得到應用。其后,隨著對有關基本理論研究的不斷深化。各類激光器件不斷地發(fā)展, 使其應用領域也不斷拓寬(tu kun), 應用規(guī)模逐漸擴大, 所獲得的社會效益和經濟效益更加顯著。作為高科技之一的激光技術, 是20世紀科學技術發(fā)展的重要標志和現代信息社會光電子技

2、術重要支柱之一。激光技術不僅受到技術先進國家的高度重視, 而且也受到許多發(fā)展中國家的高度重視, 并給與大量的投入。20世紀80年代以來, 在很多國家, 政府都把激光技術列為國家級發(fā)展計劃。例如, 英國的阿維爾幾乎阿!, 美國的 激光核聚變計劃.日本的激光研究五年計劃! 等。這些計劃的實施使激光技術得到迅速發(fā)展, 且已經形成了一個生機勃勃的新興產業(yè)。與此同時, 激光技術的發(fā)展大大促進了多種技術、學科、多種生產水平的進步和提高, 影響之大,舉世矚目。第2頁/共20頁第二頁，共21頁。第二章 激光(jgung)(jgung)雕刻機中激光(jgung)(jgung)產生的原理 2.1 2.1 普通光源

3、的發(fā)光受激吸收和自發(fā)輻射 在通常熱平衡條件下，處于高能級E2E2上的原子數密度N2N2，遠比處于低能級的原子數密度低，這是因為處于能級E E的原子數密度N N的大小時隨能級E E的增加(zngji)(zngji)而指數減小，即Nexp(-E/kT)Nexp(-E/kT)，這是著名的波耳茲曼分布規(guī)律。于是在上、下兩個能級上的原子數密度比為N2/N1exp-(E2-E1)/kT N2/N1exp-(E2-E1)/kT 式中k k為波耳茲曼常量，T T為絕對溫度。因為E2E1E2E1，所以N2N2N1N1。例如，已知氫原子基態(tài)能量為E1E113.6eV13.6eV，第一激發(fā)態(tài)能量為E2=-3.4eV

4、E2=-3.4eV，在2020時，kT0.025eVkT0.025eV，則N2/N1expN2/N1exp（400400）0 0 可見，在2020時，全部氫原子幾乎都處于基態(tài)，要使原子發(fā)光，必須外界提供能量使原子到達激發(fā)態(tài)，所以普通廣義的發(fā)光是包含了受激吸收和自發(fā)輻射兩個過程。第3頁/共20頁第三頁，共21頁。 2.2 2.2 受激輻射和光的放大 電子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時只能(zh nn)(zh nn)發(fā)生在l l（角動量量子數）量子數相差1 1的兩個狀態(tài)之間，這就是一種選擇規(guī)則。如果選擇規(guī)則不滿足，則躍遷的幾率很小，甚至接近零。在原子中可能存在這樣一些能級，一旦電子被激發(fā)到這種能級上時，由

5、于不滿足躍遷的選擇規(guī)則，可使它在這種能級上的壽命很長，不易發(fā)生自發(fā)躍遷到低能級上。這種能級稱為亞穩(wěn)態(tài)能級。但是，在外加光的誘發(fā)和刺激下可以使其迅速躍遷到低能級，并放出光子。這種過程是被“激”出來的，故稱受激輻射。入射一個光子，就會出射兩個完全相同的光子。這意味著原來光信號被放大這種在受激過程中產生并被放大的光，就是激光。第4頁/共20頁第四頁，共21頁。 2.32.3粒子數反轉 一個誘發(fā)光子不僅能引起受激輻射，而且它也能引起受激吸收，所以只有當處在高能級地原子數目比處在低能級的還多時，受激輻射躍遷才能超過受激吸收，而占優(yōu)勢。由此可見，為使光源發(fā)射激光，而不是發(fā)出普通光的關鍵是發(fā)光原子處在高能級

6、的數目比低能級上的多，這種情況，稱為粒子數反轉。但在熱平衡條件下，原子幾乎都處于最低能級（基態(tài)）。因此，如何(rh)(rh)從技術上實現粒子數反轉則是產生激光的必要條件。第5頁/共20頁第五頁，共21頁。第三章 激光雕刻機的結構(jigu)(jigu)及雕刻原理 3.13.1激光雕刻機的結構 包括(boku)(boku)激光器、和其輸出光路上的氣體噴頭，所說氣體噴頭的一端為窗口、另一端為與激光器光路同軸的噴口，氣體噴頭的側面連接有氣管，特別是所說氣管與空氣或氧氣源相連接，所說空氣或氧氣源的壓力為0 01 10 03MPa3MPa，所說噴口的內壁為圓柱狀，其直徑為1 12 23mm3mm、長度為

7、1 18mm8mm；所述的氧氣源中的氧氣占其總體積的6060，所述的激光器和氣體噴頭間的光路上置有反射鏡。它能提高雕刻的效率，使被雕刻處的表面光滑、圓潤，迅速地降低被雕刻的非金屬材料的溫度，減少被雕刻物的形變和內應力；可廣泛地用于對各種非金屬材料進行精細雕刻的領域。第6頁/共20頁第六頁，共21頁。 3.23.2雕刻原理 激光雕刻原理是由原子( (分子(fnz)(fnz)或離子箏) )躍遷產生的，而且是自發(fā)輻射引起勺。 激光雖然是光，但它與普通光明顯不同是激光僅在最初極短的時間內依賴于自發(fā)輻射，此后的過程完全由激輻射決定，因此激光具有非常純正的顏色，幾乎無發(fā)散的方向性, ,雕刻機，極高的發(fā)光強

8、度。 激光同時又具有高相干性、高強度性、高方向性，激光通過激光器產生后由反射鏡傳遞并通過聚集鏡照射到加工物品上，使加工物品（表面）受到強大的熱能而溫度急劇增加，使該點因高溫而迅速的融化或者汽化，配合激光頭的運行軌跡從而達到加工的目的。 激光加工技術在廣告行業(yè)的應用主要分為：激光切割、激光雕刻兩種工作方式，對于每一種工作方式，我們在操作流程中有一些不盡相同的地方。第7頁/共20頁第七頁，共21頁。 3.3 3.3 雕刻方法 激光雕刻：主要是在物體的表面進行，分為位圖雕刻和矢量雕刻兩種： 位圖雕刻： 我們先在PHOTOSHOPPHOTOSHOP里將我們所需要雕刻的圖形進行掛網處理并轉化為單色BMP

9、BMP格式，而后在專用的激光雕刻切割軟件中打開該圖形文件。根據(gnj)(gnj)我們所加工的材料我們進行合適的參數設置就可以了，而后點擊運行，激光雕刻機就會根據(gnj)(gnj)圖形文件產生的點陣效果進行雕刻。 矢量雕刻：使用矢量軟件如CoreldrawCoreldraw，AutoCadAutoCad，IluustratorIluustrator等排版設計，并將圖形導出為PLTPLT，DXFDXF，AIAI格式, ,打標機，然后再用專用的激光切割雕刻軟件打開該圖形文件，傳送到激光雕刻機里進行加工。 第8頁/共20頁第八頁，共21頁。第四章 激光雕刻機的使用(shyng)(shyng)及注意

10、事項 4.1 4.1 使用說明 （一）操作(cozu)(cozu)面板說明 電源開關：用來啟動或關閉激光雕刻機 電流指示：用來指示雕刻機的電流大小 電流調節(jié)：用此電位器根據電流指示來調節(jié)雕刻時電流大小 照明開關：用來啟動或關閉激光雕刻機內部的照明燈（若干機器無此開關） 激光開關：用來控制激光器是否發(fā)光，在雕刻印章時此開關為接通狀態(tài)（即按下） 測試開關：此開關按下時激光器則發(fā)光，此時根據電流表顯示數據調節(jié)電位器用來調節(jié)雕刻時的電流大小。此開關僅用于調試機器和查看雕刻時的電流大小，在機器正常工第9頁/共20頁第九頁，共21頁。 作時需要斷開，計算機會自動控制進行雕刻。 （二）使用時，應先啟動冷卻水

11、泵，再啟動激光雕刻機，并確保冷卻水循環(huán)。 （三）啟動雕刻系統(tǒng)排版軟件，設計好要雕刻的圖像，定好雕刻位置，（具體步驟請參見(cnjin)軟件說明書）將雕刻章料固定到夾具上，使料子平面與夾具平面在一個平面上，即可進行雕刻輸出（應注意的是刻橡膠料時裝準備一小塊報紙放入水中浸泡，平鋪在料子上，刻大章時準備一支毛筆插入水中，輕輕涂擦于報紙上。） （四）電流的調節(jié)應根據不同的印章黑和工藝要求來調節(jié)電流的大小。第10頁/共20頁第十頁，共21頁。 4.2 4.2 激光雕刻機的基本操作流程 ( (一) )開機 1 1：打開水泵，氣泵，讓激光管里的水循環(huán)3 3分鐘 2 2：打開主機電源 3 3：打開風機電源 4

12、 4：打開激光電源，用試光鍵檢測是否出光 5 5：打開控制軟件，檢測上下左右光頭是否移動。 6 6：放好工件，調好焦距，較厚材料切割63.5mm=2.563.5mm=2.5“或73.5=373.5=3”長焦距透鏡，精細(jngx)(jngx)雕刻用50mm=250mm=2“短焦距透鏡。 7 7：操作電腦傳輸文件，開始雕刻。 （二）關機 依次關閉激光電源、主機、風機、水泵、氣泵第11頁/共20頁第十一頁，共21頁。 4.34.3激光雕刻機使用注意事項 1 1、激光雕刻機應水平放置在桌面上，不得傾斜 2 2、激光雕刻機應防止強烈振動，移動時應先固定好大車和小車，以防振動導致光路偏移或激光器裂縫。

13、3 3、排風管應接通至室外無影響處，并保持通風良好，經常擦拭風扇和機器煙管(yn un)(yn un)內的灰 4 4、激光雕刻機內部有高電壓，非專業(yè)技術人員不得打開機殼進行維修，以防觸電。 5 5、激光雕刻機如果是第一次使用或移動位置后，注意檢查高壓線是否脫落，以防觸電。 6 6、激光雕刻機排風扇、冷卻水泵是AC220V/50HZAC220V/50HZ電源第12頁/共20頁第十二頁，共21頁。 7、雕刻機地線一定要良好接地 8、激光雕刻機工作時一定要嚴防工作人員或其它人員伸手或用眼睛觀看，以防激光傷人或傷到眼睛，最好是將蓋扣死。 9、請避免設備內部進水或工作環(huán)境過于潮濕。應將機器置于干燥通風處

14、。 10、嚴禁帶電拆卸(chixi)各種接插件。 11、雕刻機內鏡片應使用無水乙醇或丙酮及時清潔，并且要輕擦輕放，擦完后要調整好光路。 12、使用時保證冷卻水循環(huán)良好，且水質清潔，如有發(fā)黃水質臟時，應及時換水，以免造成激光管冷卻不好而導致炸裂。第13頁/共20頁第十三頁，共21頁。 13、注意防止因冷卻水結冰，北方天氣寒冷應特別注意冬天(dngtin)最好是換成汽車用防凍液，溫度過高，水垢或臟物堵塞機械撞擊等原因造成激光器破損。 14、注意防止機箱內部零件因煙塵潮氣過多等原因引起的腐蝕和損壞。所以在每次工件后要清理機器衛(wèi)生，保持機器整潔，要做到勤擦拭。第14頁/共20頁第十四頁，共21頁。第五

15、章 激光雕刻機的應用范圍(fnwi)(fnwi)及優(yōu)點 5.1 5.1 激光雕刻領域的應用 隨著光電子技術的飛速發(fā)展，激光雕刻技術應用范圍(fnwi)(fnwi)越來越廣泛，雕刻精度要求越來越高。體現激光材料加工的發(fā)展水平有三個方面的因素：第一是激光器技術，即應用于激光材料加工的激光器件技術；第二是激光設備加工的機械、控制系統(tǒng)等，即激光加工設備；第三是激光加工工藝水平。因為激光器技術已經是很成熟的技術，所以能否對激光設備進行有效的控制以及激光的加工工藝水平成為激光雕刻技術應用的瓶頸。 5.2 5.2 激光雕刻機的適用范圍(fnwi)(fnwi) 1 1、激光雕刻機廣告行業(yè)：有機玻璃切割、標牌雕

16、刻、雙色板雕刻、水晶獎杯雕刻等。第15頁/共20頁第十五頁，共21頁。 2、激光雕刻機禮品行業(yè)：在木質、竹片、雙色板、密度板、皮革等材料雕刻文字及圖案(t n)。 3、激光雕刻機紙箱印刷業(yè):雕刻制品，用于雕刻膠皮板、雙層板、塑料板的雕刻和切割 4、激光雕刻機皮革及服裝加工業(yè)：可在真皮、合成革、布料上進行復雜工藝加工。 5、激光雕版機其他行業(yè)：模型制作、裝飾裝潢、產品包裝的標刻等。 5.3激光加工的優(yōu)點 1、范圍廣泛：二氧化碳激光幾乎可對任何非金屬材料進行雕刻切割。并且價格低廉！第16頁/共20頁第十六頁，共21頁。 2、安全可靠：采用非接觸式加工，不會對材料造成機械(jxi)擠壓或機械(jxi

17、)應力。沒有“刀痕”，不傷害加工件的表面；不會使材料變形； 3、精確細致：加工精度可達到0.02mm； 4、節(jié)約環(huán)保：光束和光斑直徑小，一般小于0.5mm；切割加工節(jié)省材料，安全衛(wèi)生； 5、效果一致：保證同一批次的加工效果完全一致。 6、高速快捷：可立即根據電腦輸出的圖樣進行高速雕刻和切割。 7、成本低廉：不受加工數量的限制，對于小批量加工服務，激光加工更加便宜。第17頁/共20頁第十七頁，共21頁。第六章 激光雕刻機與其他(qt)(qt)機器的區(qū)別 6.1 6.1 激光雕刻機與機械雕刻機的區(qū)別 區(qū)別1 1、激光雕刻、激光切割，拋光一次完成；機械要兩次完成。 區(qū)別2 2、細窄精致部位的地方如松

18、鼠的眼睛（直徑1 1），激光束可以雕切，光滑明亮；機械刀具(doj)(doj)愛莫能助。 區(qū)別3 3、激光光束直徑只有0.10.50.10.5，機械刀具(doj)(doj)是其2020倍，浪費材料。 區(qū)別4 4、激光速度快，切割5 5厚材料每分鐘1 1米；機械只有4040公分，激光是機械雕刻機速度的2.52.5倍。 區(qū)別5 5、激光能源消耗小于機械雕刻機。第18頁/共20頁第十八頁，共21頁。 區(qū)別(qbi)6、激光無噪聲、無污染、工作效率高；機械加工噪音大、污染環(huán)境。 區(qū)別(qbi)7、激光是非接觸式加工，不需要固定工件；機械是接觸式加工，要固定工件。 區(qū)別(qbi)8、激光可以加工軟性材質，如布料、皮革、薄膜等；機械不能加工，因為