激光切割技术是采用激光束照射到材料表面时，释放的能量来使材料熔化，同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料，并使激光東与材料沿一定轨迹作相对运动，从而形成一定形状的切缝。从20世纪70年代以来，随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展，目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。
激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。现代的激光成了人们所追求的“削铁如泥”的宝剑。激光精密切割加工一般以薄板0．1～1．0mm为主要对象，其加工精度一般在10m级。激光切割具有以下优点。
①切割质量好 激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触加工，激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点，使得切口宽度窄，一般为0．1～0．5mm；切割的精度高，最小的邻近切边的热影响区，极小的局部变形；激光切割的切缝窄，玻璃变形小，切边受热影响很小；切割边缘光滑而平整。此外激光束对玻璃不施加任何力，它是无接触切割工具，无刀具磨损，玻璃无机械变形。
激光切割玻璃技术可避免侧面裂缝，不仅边缘的冲击强度加强，整体组件强度通常也能提高，从而显著改善了玻璃避免加工损坏的能力。
②切割速率快 激光束可控性强，并有高的适应性和柔性，因而容易实现切割过程的自动化，切割速率快。由于不存在对切割工件的限制，激光束可实现各种形状的切割。
③清洁、安全、无污染，经济效益好 激光切割的自动化程度高、操作简单、劳动强度低；激光切割是一种非常干净的无污染的加工方法，大大改善了操作人员的工作环境；激光切割的生产成本低，经济效益好；该技术的有效生命周期长。
（1）激光切割的工作原理 激光切割的激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低。但是，通过透镜和反射镜，激光束聚集在很小的区域，能量的高度集中能够进行迅速局部加热，使材料熔化。激光所引起的变形应力使材料“分离”，激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度。这时光東输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分。材料很快被加热至汽化程度，蒸发形成孔洞。随着光東与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。激光切割原理及切割情景如图3－14、图
3－15所示。
图3－14激光切割的工作原理示意
图3－15激光切割时的情景
由于光谱的可见光部分可穿透大多数玻璃，这是由玻璃本身物理特性所引起的。而且光谱中大部分不可见光也可穿透多种玻璃，从而限制了可用激光的波长及选择范围。所以，用激光切割玻璃时，必须解决激光的波长选择问题。多数情况下，激光波长的选择在红外（IR）与紫外（UV）之间。目前所采用过的激光切割，基本上都是采用CO2激光，因为CO2激光具备较高的光吸收性。例如，硼硅玻璃从500om开始就全面吸收CO2激光。通过可控的激光加热与冷却处理，会在玻璃表面产生一个应力场，从而形成一条光滑笔直的裂缝。只要控制好切割过程中玻璃表面的温度分布，采用激光切割工艺便可以实现光滑而平整的切割边缘。
激光切割系统包括100wW的光束与2mm×20mm的椭圆激光加热源，椭圆的主轴与切割方向一致，细水雾中心间距为18mm。这样，表面加热能以0．5m／s的速率在2mm厚的玻璃上稳定地实现直线切割，椭圆的聚焦点保证了激光能量在切割线两侧均匀的和最优化的分布。玻璃强烈地吸收10．6gm的激光，所以几乎所有的激光能量都被玻璃表面15m吸收层所吸收，相对玻璃表面移动的激光光点形成所需的切割线。选择合适的移动速率，保证既有足够的激光热量在玻璃上形成局部的应力纹样分布，同时又不会将玻璃融化。
激光切割中另一个关键部件是淬火气（水）嘴，随着激光光点的移动，淬火气（水）嘴将冷空气（水）吹到玻璃表面，对受热区域进行快速淬火，玻璃将沿着应力最大的方向产生断裂，从而将玻璃沿着设定的方向分离选择不同的激光功率、光点移动速度等参数，应力所致的断裂深度可达到数毫米，意味着使用激光法可一步切割深度为100pm到数毫米的玻璃，这个过程依赖于热致机械应力，断裂深度和切割速率与材料本身的线膨胀系数有很有关系。
（2）浮法玻璃生产线使用的激光切割设备 激光也可与金刚砂刀轮组合使用，在浮法玻璃生产线中用于切边，切边装置如图3－16所示。
水平方向发射，经反射器反射90°，恰好射在刻痕上，使玻璃板主体断裂。切割下的玻璃边9用转辊7、8支持，由于转辊的转动，使切下的玻璃边离开玻璃板的主体。采用此法的优点是激光束的功率较一般单用激光切割所需功率至少减少50％，能切割普通玻璃和微晶玻璃，厚度可达10mm以上，板材的机械应力对切割没有影响。CO2激光的波长应为10．6μm，以使玻璃能够吸收。金刚砂刀轮刻具的负荷最好在10N以下，切割速度为95mm／s。
（3）激光切割机保养与维护
①水的更换与水箱的清洁 每星期清洗水箱与更换循环水一次。注意机器工作前一定保证激光管内充满循环水。循环水的水质及水温直接影响激光管的使用寿命，建议使用纯净水，并将水温控制在35℃以下。如超过35℃需更换循环水，或向水中添加冰块降低水温，（建议用户选择冷却机，或使用两个水箱）。
清洗水箱时首先关闭电源，拔掉进水口水管，让激光管内的水自动流人水箱内，打开水箱，取出水泵，清除水泵上的污垢。将水箱清洗干净，更换好循环水，把水泵还原回水箱，将连接水泵的水管插入进水口，整理好各接头。把水泵单独通电，并运行2～3min（使激光管充满循环水）。
②风机清洁 风机长时间的使用，会使风机里面积累很多的固体灰尘，让风机产生很大噪声也不利于排气和除味。当出现风机吸力不足排烟不畅时，首先关闭电源，将风机上的入风管与出风管卸下，除去里面的灰尘，然后将风机倒立，并拔动里面的风叶，直至清洁干净，然后将风机安装好。
③镜片的清洁 每天工作前清洁，设备必须处于关机状态。切割机上有3块反射镜与1块聚焦镜（1号反射镜位于激光管的发射出口处，也就是机器的左上角，2号反射镜位于横梁的左端，3号反射镜位于激光头固定部分的顶部，聚焦镜位于激光头下部可调节的镜筒中），激光是通过这些镜片反射、聚焦后从激光头发射出来。镜片很容易沾上灰尘或其他的污染物，造成激光的损耗或镜片损坏，反射镜的1号与2号镜片清洗时不必取下，只需用蘸有清洗液的擦镜纸小心地沿镜片中央向边缘旋转式擦拭。3号镜片与聚焦镜需要从镜架中取出，用同样的方法擦拭，擦拭完毕后原样装回即可。
镜片应轻轻擦拭，不可损坏表面镀膜；擦拭过程应轻拿轻放，防止跌落；聚焦镜安装时请务必保持凹面向下。
④导轨的清洁每半个月清洁一次，关机操作。导轨、直线轴作为设备的核心部件之一，它的功用是起导向和支承作用。为了保证机器有较高的加工精度，要求其导轨、直线轴具有较高的导向精度和良好的运动平稳性。设备在运行过程中，由于被加工件在加工中会产生大量的腐蚀性粉尘和烟雾，这些烟雾和粉尘长期大量沉积于导轨、直线轴表面，对设备的加工精度有很大影响，并且会在导轨、直线轴表面形成蚀点，缩短设备使用寿命。为了让机器正常稳定工作，确保产品的加工质量，要认真做好导轨、直线轴的日常维护。清洁导轨时先准备干棉布、润滑油。切割机的导轨分为直线导轨、滚轮导轨，在YM系列当中X方向采用了直线导轨、Y方向采用滚轮导轨。首先把激光头移动到最右侧（或左侧側），找到直线导轨，用干棉布擦拭直到光亮无尘，再加上少许润滑油（可采用缝纫机油，切勿使用机油），将激光头左右慢慢推动几次，让润滑油均匀分布即可，滚轮导轨的清洗，应把横梁移动到内侧打开机器两侧端盖，用干棉布把两侧导轨与滚轮接触的地方擦拭干净，再移动横梁，把剩余地方清洁干净。
⑤螺丝、联轴节的紧固运动系统在工作一段时间后，运动连接处的螺丝、联轴节会产生松动，会影响机械运动的平稳性，所以在机器运行中要观察传动部件有没有异响或异常现象，发现 问题要及时坚固和维护。同时机器应该过一段时间用工具逐个坚固螺丝。第一次紧固应在设备使用后一个月左右。
⑥光路的检查激光雕刻机的光路系统是由反射镜的反射与聚焦镜的聚焦共同完成的，在光路中聚焦镜不存在偏移问题，但三个反射镜是由机械部分固定的，偏移的可能性较大，虽然通常情况下不会发生偏移，但建议用户每次工作前务必检查一下光路是否正常。
