相干公司最近推出了一種新型METABEAM系統(tǒng)，基于1kW的Diamond CO2激光器，所能達(dá)到的切割速度可與2kW量級(jí)的軸流式激光器相比。

METABEAM 1000系統(tǒng)使基于激光器的金屬切割操作更方便，幫助它們擴(kuò)展了市場(chǎng)，對(duì)那些小規(guī)模經(jīng)營(yíng)和作業(yè)的車間極具吸引力。下面我們會(huì)比較兩種類型激光器切割常用金屬的情況，并總結(jié)板條放電封離型CO2激光器購(gòu)置成本的優(yōu)勢(shì)。

切割特點(diǎn)

板條放電諧振腔設(shè)計(jì)以及適當(dāng)?shù)墓馐{(diào)制光路，能產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的高斯輸出光束，其M^2值較小（<1.2），所以能獲得較小的焦斑，幾乎將全部激光能量集中在光束中央。板條放電設(shè)計(jì)能自然地產(chǎn)生接近方波形狀的脈沖，上升和下降時(shí)間極短。

由于卓越的光束質(zhì)量和高峰值功率的方波脈沖，所獲得的切割特性，能夠使板條放電封離型激光器與更高功率的軸流式激光器相抗衡。特別是Diamond E-1000（1kW）所能實(shí)現(xiàn)的薄金屬切割速度，一般相當(dāng)于使用2kW軸流式激光器所達(dá)到的切割速度——因?yàn)榧す夤β适峭ㄟ^(guò)可控而且受限的方式來(lái)輸出，而非只用“蠻力”，所以使切割薄金屬更加有效。

圖1顯示了以氧氣作為輔助氣體時(shí)，采用相干Diamond E-1000（1kW）和2kW軸流式激光器切割冷軋鋼的速度。事實(shí)上，相比較軸流式2kW激光器, 1kW板條放電封離型激光器在切割各種厚度的材料（厚度可達(dá)0.25英寸）時(shí)，能夠達(dá)到等同的（實(shí)際上稍高的）切割速度。

以氮?dú)鉃檩o助氣體切割不銹鋼時(shí)，1kW Diamond激光器仍然能夠媲美2kW軸流式激光器的切割速度（圖2）。切割冷軋鋼與不銹鋼的結(jié)果之間存在著差異，主要原因是使用了不同的輔助氣體。以氧氣為輔助氣體時(shí)，產(chǎn)生放熱反應(yīng)，釋放額外熱量，進(jìn)一步促進(jìn)切割。而以氧氣輔助切割時(shí)，會(huì)產(chǎn)生更大的微粒，可以方便地從激光加工區(qū)域吹走。

       上述兩種效應(yīng)都有利于Diamond激光器，其較小的高峰值功率焦斑能夠在聚焦區(qū)域產(chǎn)生非常高的能量密度。相反，氮?dú)庥米鬏o助氣體時(shí)，不發(fā)生反應(yīng)，還能冷卻加工區(qū)域。因此，同等的初始功率的應(yīng)用更有價(jià)值。

圖3顯示了兩種激光器切割鋁的結(jié)果。1kW的Diamond激光器在切割最高厚度約0.07英寸的材料時(shí)，切割速度更高。再次說(shuō)明，切割更薄的材料時(shí)能量高度集中于局部，而切割更厚的材料就需要更大的能量。