雷射加工是什麼?掌握5大技術應用,找對雷射加工廠成效差很大

雷射加工是製造業常見的一種加工方式,利用高能量雷射光束,可以精準進行切銷、打孔、焊接、雕刻等作業,特別適合處理薄板和平面材料。不過,並不是所有產品都適合用雷射加工處理,選錯加工方式,可能會拉高成本、影響效率。本篇文章帶你快速了解雷射加工的技術原理和常見應用場景,幫助你在評估合作夥伴時更有方向!
雷射加工是什麼?
雷射是一種受激輻射產生的高功率、高熱量、高能量的人工光束。它的光波有相同的頻率和波長,能將光束聚焦成一個小小的光點(也叫光斑),再透過高溫集中,就像燃燒一樣,把焦距內的物體燒熔或燒蝕,達到切割、焊接、雕刻等作業。
因為有速度快、精準度高的特性,雷射加工也被稱為最迅速的刀具、最準確的尺、最亮的光。除了工業領域,現在在生醫、化學、通訊、甚至娛樂產業都能看到它的應用。對製造業來說,它已經是不可或缺的加工技術之一。
雷射加工5大技術一次看!
當你在評估加工技術時,選對雷射類型真的差很多!不同的雷射技術各有強項,搞懂這5大類型,才能找到最適合你產品的加工方式。以下幫你簡單整理各類型的差異和應用場景:
氣體雷射
氣體雷射是透過電流激發氣體產生光束,最常見的是二氧化碳雷射,波長約10.6μm(紅外線),能源的轉換率能達到20%,這種高功率的氣體雷射,常用於工業切割機。
氣體雷射的冷卻系統佳,應用範圍包含掃描器、雷射切割、雷射焊接、眼科手術、空氣汙染測量等。不過因為氣體密度低、體積大,較難產生瞬間脈衝功率,因此不太適合進行深層或精細的金屬雕刻。
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固體雷射
固體雷射使用像玻璃或晶體這類固體作為介質,結合能夠提供能量的離子產生雷射光,有調整頻率及波長、輸出功率高、功率穩定的特性。固體雷射的密度高、能瞬間爆發高功率,非常適合金屬雕刻、切割、焊接,甚至應用在醫療除毛或是腎結石清除。不過因為功率大,散熱不易,加工時要注意控制熱影響區,才能維持品質穩定。
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光纖雷射
光纖雷射也是固體雷射的一種,利用光纖作為介質,能產生更集中、能量更強的雷射光束。光纖雷射有高效率、低耗損、體積小、冷卻佳等優點,是目前雷射切割的主流技術之一。適合用於高精度需求的加工場景,例如精密焊接、雕刻,到雷射手術、雷射清潔等。不過建置成本相對高,而且在高功率長時間運作下,系統穩定性與光纖壽命都需要特別注意。
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液體雷射
液體雷射是以有機染料當作介質,又叫做染料雷射。染料會溶於染劑中,並可透過不同的染料分子調整雷射光束的波長。經常用於光譜學的應用如天文學、同位素分離等高端領域。但染料本身具有毒性、操作流程也較複雜,加上保存不易,因此在工業應用上較少見。
半導體雷射
半導體雷射屬於一種固體雷射,使用二極體作為主要發光介質。它體積小、重量輕、結構簡單、能量轉換效率高,最常見的應用包含光纖通訊、雷射指示器、掃描器與雷射筆等。
由於二極體的特性能降低雷射光束的發散率,提高切割強度及效率,不過也因為散熱能力差、容易受溫度影響,加上光束的發散角度大,導致雷射品質不如其他類型,較不適合高精度加工使用。
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雷射加工類型比較表
雷射加工類型 | 特色 | 缺點 | 應用 |
---|---|---|---|
氣體雷射 |
利用電流激發氣體產生光束 |
氣體密度低 |
精密測量、掃描器、雷射切割、雷射焊接、眼科等雷射手術和空氣汙染測量 |
固體雷射 |
以固體作為介質 |
散熱困難 |
金屬雕刻、切割、焊接、醫療除毛和腎結石清除 |
光纖雷射 |
屬於固體雷射,利用光纖為介質 |
光纖脆弱且建置成本高,需謹慎操作 |
雷射手術、雷射測距、精密雕刻、焊接、雷射清潔 |
液體雷射 |
使用有機染料為介質 |
染劑有毒 |
光譜學研究、天文學觀測、同位素分離 |
半導體雷射 |
使用二極體為介質 |
散熱不易 |
光纖通信、雷射指示器、雷射掃描器、雷射筆 |
不只是工業用!雷射加工應用超出你想像
雷射加工不僅在工業製造領域扮演重要角色,實際上,在生活中也也有許多實用的應用,解決各種不同需求。接下來,讓我們一起探索雷射加工的多樣用途!!
雷射打標
雷射打標是利用高密度的連續雷射光束,精準地在物體表面形成印記、切線、刻印,而不會損壞表面。雷射打標機的工作面積大約為15~20公分左右,可以應用在各種材質的表面,像是金屬、塑膠、壓克力、木材等,皆可以在這些物體上製作出想要的文字、圖案,還可以依據材料屬性選擇功率大小,達到雷射打標的最佳效果。
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雷射切割
雷射切割透過較高的功率搭配光學鏡片聚焦,形成雷射光束,在工件上進行加熱與燒熔,達到精準的切割或簍空等加工。雷射切割機最大的優勢是不會產生碎屑、不需潤滑,刀具也不會磨損,能有效降低耗材與維護成本。
非常適合用於切割高硬度的金屬材料,常見應用於各種機械加工業、印刷業、紡織業等產業,也很適合處理壓克力、木材、皮革等材料。不過,需要注意的是,雷射切割主要適用於薄板和平面材料的加工,如果需要深度銑削或製作無破孔的結構,就需要考慮選擇其他加工方式。
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雷射焊接
雷射焊接是利用高功率的光束,快速加熱熔化兩個工件表面並接合在一起。雷射焊接最大的優勢是能夠控制焊接位置的熔化程度,不會讓周圍材料變形,對於難以熔化的金屬也能完美焊接,加工後基本上看不出痕跡。雷射焊接能夠應用於汽機車工業、電氣設備業、模具修補等,並可以依據加工材料選擇不同的雷射焊接機種。
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雷射除鏽
雷射除鏽主要是利用高密度的光束,把工件表面的鏽斑、油漬、塗層快速汽化,不用化學藥劑、不靠人工研磨,就能乾淨處理表面。不只零耗材、無污染,整個除鏽過程也不會傷到底材。雷射除鏽適合應用於模具清洗、車廠保養、建築維修等產業。
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雷射雕刻
雷射雕刻是利用雷射光束照射於物體表面,讓局部材料瞬間燒熔並蒸發,精細地雕出文字、圖案,甚至能控制深淺,呈現浮雕或陰影效果。像是皮鞋Logo、廣告門牌、建築模型、飾品雕刻、木材設計、立體禮品裝飾、模具製作與紙箱印刷等,都是常見的應用。但雷射雕刻通常只能做淺層加工,如果對雕刻深度有要求,會建議考慮其他加工方式,畢竟雷射雕刻成本相對高一些,不一定最划算。
雷射美容
雷射美容是透過高聚焦、低擴散的雷射光,針對皮膚局部問題進行精準處理,像是去除斑點、疤痕、皺紋、毛髮等,達到改善膚況、提升肌膚質感的效果。因為能精準控制能量與深度,也被許多醫美診所用於非侵入式的保養療程中。
設備好還不夠,懂產業的雷射加工廠商才靠得住
光有設備還不夠,雷射加工能不能做得好,關鍵還是在廠商懂不懂產業需求。在評估雷射供應商時,以下幾點建議先看看:
設備及技術範圍
選擇雷射加工廠商時,要先確認實際雷射加工需求,評估對方是否具備合適的設備與技術能力。不同加工材料和雷射加工方式,所需的雷射功率、精度與技術要求都不一樣。建議實際了解廠商的機台規格和技術經驗,才能讓雷射加工品質、效率都跟得上。
是否客製化及相關服務
找雷射加工廠商,別忘了事先詢問有沒有提供客製化服務、技術諮詢與售後保障。每個案子的需求都不太一樣,有彈性的加工與設計配合,才能真的解決問題。完善的客製與售後服務不僅能提升加工品質,也讓後續合作更安心。
雷射加工的費用
挑選雷射加工廠商時,價格絕對是關鍵。除了看報價合不合理,也要了解對方怎麼算費用,像是按材質、尺寸、加工難度或數量計價。有時候看起來便宜,但少了服務內容或品質不一樣也會有差,建議多比較幾家,才能找到划算又可靠的合作夥伴。
結論
選擇雷射加工廠商時,建議先了解材料合適的雷射加工方式,再綜合考量廠商的設備、技術、客製化能力、服務品質與報價。豪震科技長期深耕高品質的精密加工服務,對材料不設限,也擅長協助客戶開發設計、整合製程,無論是前期打樣還是量產,都能提供實用建議與協助。如果你正在找值得信賴的加工合作夥伴,歡迎隨時聯繫我們,一起把產品做得更完整。
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