金屬 Metals

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金屬材質概述 Overview

金屬是具有高導熱性和導電性的無機材料。金屬可以軋製成板或薄板，也可以通過鑄造或機加工形成更複雜的形狀。金屬可以是純元素，例如鐵或鉻。金屬也可以是合金，或兩種或多種元素的混合物。例如，不銹鋼含有鐵和鉻。雷射打標是金屬的常見應用。使用足夠的雷射功率也可以進行雷射切割和雕刻。

金屬材料的類型 Types of Metal

裸金屬 Bare Metals

鋁 Aluminum
黃銅 Brass
銅 Copper
Hastelloy^®
鉻鎳鐵合金 Inconel
鐵 Iron
鎳 Nickel
白鑞 Pewter
銀 Silver
不銹鋼 Stainless Steel
鋼 Steel
鈦 Titanium
鋅 Zinc

塗層金屬Coated Metals

AlumaMark^®
陽極氧化鋁 Anodized Aluminum
Cermark and Thermark Metal Marking Compound
DuraBlack®
彩繪金屬 Painted Metal
粉末塗層金屬 Powder Coated Metal

│金屬材質加工│

所有材料都具有決定雷射束如何相互作用並因此改變材料的獨特特性。最常見的金屬加工工藝如下：

金屬的雷射切割

光纖雷射束的能量很容易被大多數金屬吸收，導致直接位於雷射束路徑中的材料迅速升溫和熔化。如果雷射功率足夠高，雷射束將完全熔化通過材料。當金屬熔化時，高壓空氣射流用於去除金屬，從而產生光滑和筆直的邊緣，熱影響區最小。

金屬的雷射雕刻

可以限制光纖雷射束的功率，以便將材料去除（雕刻）到指定的深度。通常需要多次雷射雕刻。金屬雷射雕刻的常見深度為 0.003 至 0.005 英寸（75 至 125 微米）。然而，一次去除這麼多金屬可能會導致熔化或變形。因此，金屬雕刻通常分多次完成。雷射雕刻工藝可用於創建無法通過加熱或磨損去除的永久性識別標記。

金屬的雷射打標

雷射打標可以改變金屬表面的外觀，而無需去除材料。有幾種不同類型的雷射打標可用於金屬。可以使用光纖雷射器或 CO ₂進行雷射打標。在直接打標中，雷射束能量加熱金屬表面使其氧化。這種氧化會導致暴露在雷射束下的金屬變暗，形成不可磨滅的黑色標記。光纖雷射器還可用於在金屬表面上形成明亮或拋光的標記。也可以通過添加金屬標記化合物等塗層或去除油漆等塗層來間接標記金屬。雷射打標可用於傳達諸如序列號或徽標之類的信息。

組合工藝

上述雷射雕刻和打標工藝可以組合在一起，而無需移動或重新固定複合材料。

│一般金屬雷射系統加工注意事項│

雷射與材料的相互作用幾乎總是產生氣態流出物和/或顆粒。流出物將包括用於雷射金屬切割和雕刻的金屬顆粒。它將包括用於間接雷射打標的塗層組件。這種流出物應該被引導到外部環境。或者，它可以先用過濾系統處理，然後輸送到外部環境。所有雷射工藝都會產生熱量。因此，金屬雷射材料加工應始終受到監督。

平台尺寸–必須足夠大以容納將要進行雷射加工的最大金屬件，或配備 4 級能力以加工較大件。

波長–大多數金屬都能很好地吸收 1.06 微米的波長，推薦用於雷射切割、雕刻和直接打標金屬。10.6 微米波長的 CO ₂雷射器是使用金屬打標化合物或去除塗層的間接打標工藝的最佳選擇。

雷射功率–必須根據將要執行的過程進行選擇。對於金屬雷射切割或雕刻，建議使用至少 50 瓦的光纖雷射功率。40 或 50 瓦的光纖雷射功率可用於直接雷射打標金屬。25 至 150 瓦的 CO ₂建議使用雷射功率直接打標金屬。
鏡頭–2.0 鏡頭是金屬雷射材料加工的最佳通用工藝鏡頭。
排氣–必須有足夠的流量來去除金屬雷射切割、雕刻和打標設備在雷射加工過程中產生的氣體和顆粒。
空氣輔助–在雷射焦點附近提供空氣噴射，以在雷射切割和雕刻過程中去除熔融金屬。還有助於去除金屬雷射雕刻、切割過程中產生的氣體和顆粒和標記。