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雷射切割機是一種計算機控制的機器，它使用雷射束精確切割或雕刻材料。雷射基本上只是高度聚焦、高度放大的光。雷射束使材料局部燃燒、熔化或蒸發。雷射可以切割的材料種類取決於雷射的類型和特定機器的功率。

術語“雷射”是“受激輻射的光放大”的首字母縮寫。雷射技術是在 1960 年代開發的。

有不同類型的雷射切割機。本指南將特別關注氣體雷射器和 CO2 雷射器，因為這種類型的雷射器最常用於業餘愛好者和小型企業。其他類型例如主要用於工業應用的光纖或晶體雷射器。

CO2 雷射切割機能夠切割和雕刻各種非金屬材料，例如木材、紙張、壓克力、紡織品和皮革。

(一) 雷射切割機是如何工作的?

在 CO2 雷射切割機中，雷射束在充滿 CO2 氣體的管中產生。接下來，在鏡子和透鏡的幫助下，雷射束被引導到雷射頭並聚焦在材料表面上。電子控制電機移動雷射頭，將所需形狀切割或雕刻到工件材料中。形狀由輸入文件定義，輸入文件可以是向量或光柵圖像。

當雷射擊中材料時，一個非常小的區域會在極短的時間內被加熱，導致材料熔化、燃燒或汽化。

(二) 你可以用雷射切割機做什麼?

一般來說，雷射切割機可以執行三項任務：切割、雕刻和打標。

【切割】

當雷射束一直穿過工件材料時，它會產生一個切口。雷射切割通常非常精確和乾淨。切割邊緣的外觀取決於材料。例如，切割木材的邊緣比原始木材呈典型的深棕色。壓克力的邊緣在雷射切割後不會變色，並且具有很好的光澤度 。

雷射切割機的切口非常小。切口是指切割時形成的凹槽的寬度。這因材料而異，也取決於雷射器的特定設置。對於許多材料，切口將介於 0.05 毫米（0.002 英寸）和 0.5 毫米（0.02 英寸）之間。

【雕刻】

當雷射束去除頂部材料的一部分但沒有完全切割材料時，稱為雕刻。

【打標】

打標是指雷射不去除材料但例如改變材料顏色的情況。CO2 雷射切割機打標主要用於金屬加工。

將標記溶液（例如 CerMark 或 Enduramark）塗在工件表面上。在標記溶液乾燥後進行雕刻。來自雷射的熱量將溶液粘合到金屬上，從而形成永久性標記。

(三) 如何通過 4 個步驟開始使用雷射切割?

所以你想雷射切割你自己的設計？以下是實現它需要考慮的內容的分步概述。

1. 使用雷射切割機

2. 選擇要切割或雕刻的材料

3. 創建您的設計

4. 切割或雕刻

(四) 我需要購買雷射切割機嗎？

在許多情況下，答案是否定的——您不需要購買雷射切割機。還有很多其他選擇可以使用雷射切割機：

【創客空間】

如果您有興趣獲得一些雷射切割機的實踐經驗，我建議您尋找當地的創客空間。創客空間——有時也稱為創客實驗室或黑客空間——是用於製作和學習的協作工作空間。他們提供各種設備，例如 3D 打印機、CNC 機器、烙鐵，通常還有雷射切割機！

創客空間的一大優勢是那裡的其他人通常非常樂於助人，而且他們還經常提供有關如何操作機器的課程。眾創空間有很多不同類型，有些是非營利性的，有些則基於會員製或收取設備使用費。看看附近有沒有創客空間。

【學校、學院和大學】

特別是如果您是學生，學校、學院和大學也是尋找雷射切割機的好地方。 

【雷射切割服務】

第三種選擇是使用雷射切割機服務。使用雷射切割服務時，您只需將文件發送給他們，選擇一種材料，然後公司將進行切割並將成品部件運送給您。

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(五) 購買雷射切割機

如果您剛開始使用雷射切割，我建議您在考慮購買雷射切割機之前嘗試上述選項之一，以獲得一些經驗並找出哪些功能對您最重要。

即使只看 CO2 雷射器，也有各種各樣的不同雷射機可供選擇，而且選擇不斷增加。價格範圍很大，入門級的中國進口起價約為 20000左右，專業級機器的價格為 200000左右。

在本指南中，我不會詳細介紹，但我計劃在以後的文章中概述市場上可用的不同類型以及購買雷射切割機時要考慮的最重要功能。

(六) 雷射可以切割或雕刻哪些材料？

CO2 雷射機能夠切割和雕刻各種材料。但是，也有不能加工的材料。這可能是因為雷射無法切割材料，或者會形成有毒氣體。此外，不能使用非常易燃的材料。

根據您使用的機器的功率和其他規格，可以切割的最大材料厚度會有所不同。雷射切割機的功率以瓦特為單位。典型的功率水平在 30 瓦和 120 瓦之間。具有較高功率的雷射器主要僅用於工業應用。

(七) 不應使用雷射切割或雕刻的材料

有些材料不應該用雷射加工，因為這會導致產生有毒氣體或灰塵，也會損壞機器。

這些材料包括（但不限於）：

• 含鉻 (VI) 的皮革和人造革
• 碳纖維（碳）
• 聚氯乙烯（PVC）
• 聚乙烯丁腈(PVB)
• 聚四氟乙烯 (PTFE /Teflon)
• 氧化鈹
• 任何含有鹵素（氟、氯、溴、碘）的材料和砹）、環氧樹脂或酚醛樹脂

(八) 如何創建雷射切割或雕刻設計？

大多數 CO2 雷射切割機的工作方式與您的日常噴墨打印機非常相似。雷射切割機帶有特定的驅動程序，可將計算機中的圖像轉換為雷射切割機可以讀取的格式。

使用雷射切割機時，了解向量圖像和光柵圖像之間的區別非常重要。兩種圖像文件類型都可以處理，但光柵圖像只能用於雕刻，不能用於切割。

向量圖像將所有線條和顏色存儲為數學公式。光柵圖像是基於像素的。這意味著圖像由許多小方塊組成。向量圖像可以在沒有任何質量損失的情況下按比例放大，而光柵圖像將在一定放大後開始“像素化”。

向量文件類型： SVG、EPS、PDF、DXF、DWG、CDR (CorelDRAW)、AI (Adobe Illustrator)

光柵文件類型： JPG、PNG、GIF

只要您以合適的格式導出文件，您就可以使用您選擇的軟件。下面是一些圖形設計軟件的例子。

平面設計：

• Inkscape（免費，開源）
• QCAD（免費、開源）
• CorelDRAW
• Adobe 插畫家
• AutoCAD

3D設計：

• Autodesk Fusion 360（業餘愛好者和小型企業免費）
• Blender（免費，開源）
• FreeCAD（免費開源）
• 素描
• Tinkercad（免費）
• SOLIDWORKS
• ONSHAPE

通用設置－

首先應該考慮的是您的材料尺寸/雷射床可以容納的最大尺寸。這定義了設計的最大尺寸。通常，將工作區設置為此大小是個好主意。

顏色模式應設置為 RGB。通常使用不同的顏色來指定不同的工藝。例如，紅色可用於所有將要切割的部分，黑色將用於雕刻。

創建用於雷射切割的文件－

如前所述，在切割操作期間，雷射向材料發射連續光束以切割材料。要知道在哪里切割雷射機需要一個向量路徑作為輸入文件。

雷射只會切割具有最小線條粗細（這取決於您使用的軟件）的向量圖形。所有其他圖形，如實心形狀或較粗的線條，都不會被剪切。

在剪切文本或其他復雜形狀時，您要考慮到未連接的中間部分（例如“O”的內部）會脫落。根據您所需的設計，您可能希望防止這種情況發生。例如，對於文本，您可以使用模板字體，其中字母的所有內部部分都連接到外部部分。

創建用於雷射雕刻的文件－

使用雷射雕刻時，可以區分向量雕刻和光柵雕刻。向量雕刻與切割基本相同，唯一的區別是雕刻功率較低，因此雷射僅去除部分材料而不會切穿。

對於光柵雕刻，輸入文件可以是向量文件或光柵圖像。在光柵雕刻過程中，圖像由雷射逐行、逐像素地雕刻。該過程類似於噴墨打印機應用墨水的方式，但不是應用墨水，而是通過雷射束去除材料。

雕刻適用於簡單的形狀以及復雜的圖像。照片需要轉成灰度圖像才能雕刻。

(九) 如何使用雷射切割機？

準備好設計後，就該進行最後一步了——雷射切割。雷射切割機是非常強大的機器。你可以用它們創造偉大的東西，但它們也有潛在的危險，所以首先要警告一下。

在使用雷射切割機之前，請務必首先確保您閱讀並理解隨附的所有安全說明。另外請注意，CO2 雷射的波長在光譜的紅外線部分，因此人眼是不可見的。您在材料表面上看到的許多機器上的紅點只是一種定位輔助工具，而不是實際進行切割的雷射束。

準備－

首先，檢查您的材料是否適合雷射切割機的工作區域，並在必要時將其切割成合適的尺寸。此外，準備好進行一些測試切割或雕刻，並隨身攜帶一些備用材料。

使用雷射切割機時，您不一定需要任何額外的工具，但根據我的經驗，以下工具可能會派上用場：

• 美工刀：用於切割未被雷射切割機完全切割的材料或將紙張和紙板切割成一定尺寸。
• 畫家的膠帶/遮蔽膠帶：用於遮蔽材料表面以防止燒傷污漬並用膠帶粘住輕質材料。
• 測量膠帶/卡尺：用於測量尺寸並確保您的最終對象具有正確的尺寸。

設置－

• 雷射切割機最重要的四個設置是功率、速度、頻率和焦距。
• 功率：定義雷射器的輸出功率。通常可以設置為 0 到 100%（最大功率）。高功率用於切割厚材料，低功率用於雕刻和切割紙張等薄材料。
• 速度：決定雷射頭的移動速度。對於薄材料的雕刻和切割，速度通常設置（接近）最大。
• 頻率（Hz，PPI）： 頻率參數指定每秒的雷射脈衝數。頻率完全取決於所使用的材料。例如，木材切割最好在 500 到 1000 赫茲左右，對於丙烯酸，建議使用 5000 到 　20000 赫茲來獲得光滑的邊緣。
• 聚焦：如前所述，雷射頭內部有一個聚焦透鏡。對於大多數應用，焦點（雷射束最薄的地方）應位於材料表面或略低於材料表面。為確保這一點，材料需要與鏡頭保持一　　定距離。確切的距離取決於所使用的聚焦鏡頭的類型。 許多雷射機都有一個電動床，可以上下移動以設置焦距。或者，必須手動調整材料表面a的位置。

因此，既然您對可用設置有了基本的了解，您可能會問自己如何為您的項目找到正確的設置？一個很好的起點是雷射切割機手冊。通常，您會發現許多材料的建議設置。如果您在 makerspace 中使用共享雷射器，通常會有包含推薦設置的列表。

是時候開切了！

最後，您應該準備好進行第一次切割。可能需要幾次嘗試才能找到適合您的材質的理想設置。

在測試過程中始終只更改一個參數。例如，從功率開始，以 5-10% 的增量測試不同的值。一旦您對結果感到滿意，請不要忘記寫下您的設置以供將來參考。

reference: https://makerdesignlab.com/tutorials-tips/laser-cutting-beginners-guide/#access-laser