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通常，人们谈起激光器在行业中的用途时，总会想到加工金属部件、塑料零件和其它人造材料。激光器（主要是二氧化碳激光器）的其它可行性商用用途还包括木质基板的加工。例如，这些激光器在标签生产行业中的应用包括建筑设计建模、建筑产品市场、细木家具、零售商标铭刻以及其它许多相关业务。
激光切割和激光雕刻这两个术语在加工木材时有独特的定义。激光雕刻是指在基材上去掉一些材料以形成纹理、深度或浮雕的效果（见图1）。激光切割是指为了最终用途而对材料做完全裁截或对外形修刨处理（见图2）。 （图片）
图1、一家葡萄酒厂使用激光雕刻技术在货箱上制造出木材被烧灼的效果。 在大多数木材加工中，平台型或X-Y绘图仪型的机器有着若干优点。最主要的优点在于广阔的雕刻区域以及垂直于材料表面的激光束。激光束带来了高精度加工，消除了振镜扫描系统导致的角度扭曲。平台型X-Y系统的一个缺陷在于加工单独零件的速度，而这正是振镜系统的优势所在。不过，在大多数商业应用中，不会大规模加工木质零件，因此这个缺陷不会影响人们选择平台型系统。 （图片）
图2、在加工木材时，激光切割是指为了最终用途而对材料做完全裁截或对外形修刨处理。 激光加工对于零售部门来说有着特殊的吸引力，这是因为商标铭刻是产品促销成功的关键因素。在图1中可以看到，这家葡萄酒厂将优质的葡萄酒放在贴有定制标签的箱子里配送，并且要求使用木材被灼效果的包装。在这种应用中，一台Trotec SP500大幅面激光器（www.troteclaser.com）是满足其需求的最佳解决方案。
还可以将雕刻和切割材料作为双重加工工艺。图3显示的是一件用来装饰和促销的定制标签。这一例子显示出绘图仪型二氧化碳激光系统能够达到的质量和精度。如果通过手工来切割和雕刻，很有可能出现人为错误，而且还将延长总的加工时间。（图片）
图3、使用激光雕刻和切割加工这两种工艺来制作这种定制的木质标签。 绘图仪型二氧化碳激光系统令人关注的另一应用是细木家具和镶嵌细工。图4显示的是将木材雕刻到一定深度，然后镶嵌对比色的薄木片，就能创造出令人注目的成品。在这一应用中，系统的精密运动使得木片加工比手工操作更快速，更不易出错。 （图片）
图4、将木材雕刻到一定深度，然后镶嵌对比色的薄木片，就能创造出令人注目的成品。 考虑使用平台型X-Y绘图仪型激光系统来加工木材时，遇到的最常见问题有：能够切割的木材最大厚度是多少？木材的硬度是影响因素吗？能够在单程激光中切割的最厚木材通常约0.5英寸，这要取决于激光器的输出功率。不过，如果使用多程激光并且改变垂直聚焦增量，切割木材厚度能够达到0.750英寸。一般会要求进行应用测试以确定正确的激光器配置。
需要考虑更多的是木材类型，而非木材硬度。有些木材的组成结构非常均匀，几乎没有纹理。这种类型的木材非常适合切割和雕刻加工应用。而那些纹理轮廓非常清晰的或者多结节的木材，加工起来要困难得多。激光器对于纹理的反应会有细微差异，导致最终的效果跟预期不太相符。如果需要对材料进行完全切割，那么必须要考虑木材的平整度。木片越平整，切割必须越一致。
如果在加工过程中加热，树脂受热后会像气泡一样渗出到表面，所有的木材将会变得轻微发黏。在大多数情况下，可以通过快速砂纸打磨或者用松香水擦拭来除去粘性残留物，这也是大多数木工环境中常见的工作。
另外需要考虑的因素就是木头的易燃性，因此必须要在工艺中引入两种要素以杜绝任何意外燃烧的可能性。第一种是压缩空气源。跟同级别大多数激光器一样，Trotec SP500拥有压缩空气定向喷嘴，可以与激光束同轴释放空气，吹走激光加工过程中炭化的材料，冷却周边区域从而降低木材引燃的可能性。所有的木材都会在切割位置上有某种程度的炭化现象。这是激光器与材料上的树脂、氧气以及木材本身残留的水份相互作用产生的热量导致的。在多数情况下，这一现象非常轻微，不过若有必要，使用砂磨机做一遍快速处理就能除去变色区域。
当雕刻应用中的激光束不穿透木材时，当以低功率及适当的速度或者多种高速对材料进行加工时, 许多木材类型的炭化现象可以得到控制。一些人十分喜欢炭化的艺术阴影，因此木头烧伤效果非常受欢迎。否则，在正确调整了设置后，可以获得几乎完美的雕刻外观，只有最轻微的变色，通常不会被看作炭化。
第二种决定性要素是适当的烟雾排放。激光系统要在邻近激光加工区域安装能跟着绘图仪前端移动的排气软管。这样，烟雾就容易被清除，有助于尽量保持激光器加工零件和光学器件的清洁。软管的出口可以通向过滤排烟系统，也可以直接排到场所外边，这要取决于当地环境保护法规以及与其它场所的邻近距离。
二氧化碳激光器对于企业进行切割、产品识别、商标铭刻以及装饰大有帮助。本文重点放在木质基板上，但实际上二氧化碳激光器同样可以对大多数塑料、陶瓷、涂敷金属甚至有些裸金属物品进行切割、雕刻或作标记，成为几乎适合所有行业的通用和多产的工具。 （完）
本文作者Michael Rauch (MJR15@aol.com)曾任职于Trotec激光公司（位于美国密歇根州伊普西兰蒂）。Trotec总部位于奥地利韦尔斯，公司主页：www.troteclaser.com。
8/24/2010
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