激光在石材加工的應用

近幾年，隨著國內激光技術的飛速發展，激光器生產製造工藝的不斷成熟，激光器應用行業也愈加廣泛，並逐漸走進了我們的生活。從最初的尖端科研，到如今較為普遍的3C，再到客戶定製的各類個性化產品，激光加工應用切切實實的來到了我們的日常生活中。

本篇我們來講一講有關激光在石材方面的應用。一直以來，比較普遍的石材加工方式有打磨、噴砂、雕刻，但是這些加工方式，經過多年的實踐應用，都存在或多或少的缺點。比如耗費人工大、產品一致性不高、加工精細度不夠等問題。近幾年，隨著激光打標機在玉石加工行業的應用探索，紫外激光打標機已經能有效的解決部分問題。

比如：

1

對於以往「噴砂」這道工藝極其耗費人力的問題。

激光打標工藝省去了刻字、貼紙、噴砂、去紙等工序。

2

對於「機械雕刻」工藝中容易產生裂紋的問題。

激光加工中的窄線寬、高峰值功率則能把裂紋控制在肉眼無法觀察出的範圍內。

3

對於「雕刻不能加工小尺寸圖案」的問題。

激光雕刻機的窄線寬，高峰值功率也能很好的予以解決。

「

下面來看看

如何用低功率紫外激光器的打標機

加工圓形黑瑪瑙

」

瑪瑙屬於石材，莫氏硬度7左右，要在材料的表面雕刻出100μm深度，就要求激光器的峰值功率密度夠高，能在激光接觸材料表面的瞬間，破壞材料表面化學鍵，使表面物質瞬間氣化。使用平均功率在5.5W以上，脈衝寬度嚴格控制在10ns以下，配合合適的擴束和場鏡，能在光斑聚焦面獲得直徑13KW的光斑。這樣既能保證最快速的破壞材料表面，加工出深度，也不至於燒熔粉塵，附著在材料表面。

此外，瑪瑙材質較硬和生產現場粉塵大的特點，也決定了用於加工的激光器必須具有長時間的脈衝和功率穩定性。

為了追求加工速度，增加單位產能，盲目的提高平均功率是不可取的。瑪瑙為黑色材質，對加工過程中產生的熱量吸收較好，如果盲目增加平均功率，而不注意脈寬的壓縮，只能使瑪瑙吸收更多的熱量，這樣一會導致瑪瑙表面開裂，二會使粉塵熔融粘在珠子表面，使材料報廢。但是目前納秒紫外脈衝激光器的脈寬基本是隨著平均功率的增加而增大的，而且受限於目前的Q開關技術，納秒激光器的脈寬最窄也就在10ns以內。

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