在激光切割中,处理好“余料”是保证加工效率、成品质量和操作安全的关键环节。所谓“切割余料”,通常指的是板材上被切落下来的、非我们最终所需零件的部分。这里总结了几种主流且有效的方法,从设计到操作,层层递进:
一、 设计阶段:从根源上控制余料(最推荐的方法)
在绘图软件(如 AutoCAD, SolidWorks, CorelDRAW)中设计切割路径时,就提前规划好余料的处理。
1. 添加微连接
· 原理:在切割路径上故意设置几个非常小的、未被切断的点(通常0.2mm - 1mm),像“桥”一样将零件与周围的余料连接在一起。
· 优点:
· 零件不会脱落,保持板材整体平整,便于搬运和进行后续切割。
· 切割完成后,用手轻轻一拍或一掰,零件即可与板材分离。
· 是防止小零件掉落至蜂窝板台下最有效的方法。
· 操作:大多数激光切割软件(如LightBurn, RDWorks)都自带“微连接”功能,可以统一设置数量、长度和位置(直线处或拐角处)。
2. 添加桥接(Tab Bridge)
· 与微连接类似,但“桥”更长一些,通常用于需要更强连接或便于拿取的零件。
3. 优化排样
· 合理紧凑地排列零件,不仅可以节省材料,也能让余料区域更大、更规整,不容易产生细小琐碎的、易翘起的余料。
二、 切割过程中:利用设备功能
1. 使用“顺序切割”功能
· 原理:不让激光头一次性切割完所有相同路径。例如,一个零件有10个相同的轮廓,软件可以控制激光头在每个轮廓上只切一次,然后跳转到下一个轮廓切第一刀,直到所有轮廓都切完第一遍,再回来切第二遍……如此循环,直到切透。
· 优点:极大地减少了因局部过热引起的热变形和余料翘起。因为热量有足够的时间散发,不会集中在某一个零件周围。
2. 调整切割参数
· 降低功率/提高速度:在能切透的前提下,使用较低的功率和较高的速度,可以减少输入到材料上的总热量,从而减轻变形和翘起。
· 使用脉冲模式:对于某些材料,采用脉冲激光而非连续激光,可以更好地控制热输入。
三、 切割完成后:物理分离方法
当切割结束,零件和余料都还在工作台上时,需要安全有效地将它们分离。
1. 对于平板工作台(如刀条台)
· 使用专业工具:使用吸盘式拾取器或柔性刮板。
· 吸盘:非常适合吸取平整的较大零件和余料,不会划伤材料表面。
· 柔性刮板:由尼龙或塑料制成,可以伸入缝隙中,轻轻撬起零件或余料,而不会损伤材料或台面。
· 绝对禁止:切勿用手直接掏取!尤其是切割金属后,边缘非常锋利,极易造成严重割伤。薄板不锈钢的毛刺像刀片一样。
2. 对于蜂窝工作台(最常用)
· 大块余料:直接用手或吸盘拿起即可。
· 中小零件和余料:
· 方法A(推荐):先使用小铲子或刮板将零件和余料整体铲松,让它们从蜂窝孔中脱出,然后再进行收集。
· 方法B(高效):使用工业吸尘器配合自制的“收集罩”(比如一段PVC管)。将切割好的板材整体抬起或移开一部分,然后用吸尘器直接吸走掉落在蜂窝台下的所有小零件和废料。这是清理效率最高的方法。
四、 辅助措施与安全须知
1. 板材固定:确保板材平整地放在工作台上,必要时使用重量块或夹具压平边缘,防止切割过程中因热变形导致余料翘起碰撞激光头。
2. 牺牲层:切割亚克力等材料时,在材料表面贴一层保护膜,可以防止激光灼伤和烟尘污染。在材料底部垫一层牺牲板(如MDF),可以保证切透的同时,获得更清洁的底面切割质量,有时也能帮助托住小余料。
3. 安全意识
· 防烫伤:切割后的材料和余料温度很高,取件时务必佩戴防割耐高温手套。
· 防割伤:始终假设所有边缘都是锋利的,操作要小心。
· 防烟尘:确保抽风系统正常工作,避免吸入有害烟尘。
总结与建议
方法 | 适用阶段 | 优点 | 缺点 |
微连接 | 设计/编程 | 根本性解决方案,防止脱落,安全高效 | 需要后期手动分离,连接点有微小痕迹 |
顺序切割 | 编程 | 有效防止热变形和翘起 | 总切割时间可能稍长 |
吸尘器收集 | 后期处理 | 清理蜂窝台下废料效率最高 | 需要强大的吸尘器和合适的吸头 |
工具分离 | 后期处理 | 安全,避免直接接触锋利边缘 | 需要额外工具,对复杂零件稍慢 |
最佳实践流程是:
设计时添加微连接 → 切割时使用顺序切割和合适参数 → 完成后用刮板/吸盘取大件 → 最后用工业吸尘器清理小料。
根据具体材料(金属、亚克力、木材等)、板材厚度和设备情况,选择最适合的组合方法。