激光切割现在是许多行业中极为常见的工艺，广泛用于生产制造、激光手术以及艺术品制造中，虽然激光切割已经被广泛使用，但其相关的所有激光工艺都是一种相对较新的技术。自激光器发明以来，人们一直都在寻找激光的实际应用，而激光切割便是其中最重要也是最早被发现的应用方式。

众所周知，激光切割所使用的激光器主要有Nd:YAG激光器、CO2激光器和光纤激光器等，其中，CO2激光器拉开了激光切割历史的序幕。

年，贝尔实验室的电气工程师KumarPatel开发了第一台CO2激光器，它比当时的宝石激光器成本更低，效率更高；这也是开发用于晶体切割激光工艺的同一年，该工艺由贝尔实验室的JEGeusic工程师创立。年，位于美国布法罗的西方工程研究中心首次将激光作为切割设备来制造用于电气连接的电线（在这之前的制造方式是使用金刚石模具，制造成本较高且耗时极长），但对其制造过程进行的测试都是安全测试，激光束对眼镜和皮肤的影响以及气化材料对工人的影响都尚未确定。

同时，在CO2激光器问世的两年后，剑桥大学TWI（焊接研究所）的PeterHouldcroft访问了BMC（英国汽车公司），在那里他了解到BMC正使用离子束进行一些初步的切割实验，用于车身面板的冲压修正，但存在系统不能准确产生熔融的问题，并被询问是否有其他合适的切割工艺。在这一经历后，PeterHouldcroft意识到聚焦激光束和氧气辅助气体的组合有可能提高热切割工艺的精度和速度，且当时在Harlow的ServicesElectronicResearchLaboratory（SERL，服务电子研究实验室）运行的气体激光器功率已经达到了W，该激光器本身是为军事应用而开发的，但也在考虑潜在的工业应用。

在这一想法的推动下，PeterHouldcroft于年初设计了一种“激光切割喷嘴”，其主要特征是增加了一个氧气压力室，可以在激光束焦点区域提供辅助气流。年5月，ABJSullivan和PeterHouldcroft正式开始了第一次激光切割实验：水平激光束通过镀铝钢镜转向聚焦透镜（透镜焦距为mm，由氯化钠制成，后改为氯化钾）入射到钢板表面，同时压力室的氧气通过喷嘴并在直径2.5mm的小孔中喷出以辅助激光进行切割，此外在这一设备中还设计了一个旋转手柄，也就是现在的激光快门和光束停止器。

年5月进行的第一次氧气辅助气体激光切割实验中使用的实验装置

年8月，ABJSullivan和PTHouldcroft在BritishWeldingJournal上发表其实验结果，当时的论文题目为Gas-jetlasercutting。在文中表示，通过氧气辅助的气体激光器可以在厚度为2.5mm的高碳工具钢和不锈钢中以高达1m/min的速度进行切割，其聚焦光斑尺寸约为0.4mm，切割宽度大约比激光束聚焦直径宽1/3左右。此外，切割边缘没有微裂纹和热撕裂，其变形可以忽略不计，他们还指出该过程不会在切割部分上产生机械力，这都是当今激光制造商广泛引用的激光切割优势。在论文中，他们还提出了非常重要的结论，这些结论已经影响至今：

（1）Withthedevelopmentofhigherpowerlasersitshouldbepossibletocutthickeranddifferentmaterialsincludingnonmetals.(随着更高功率激光器的发展，激光切割应该可以切割包括非金属在内的更厚的不同材料)。

（2）Thenarrownessofthecutpromisesaprecisionnotpreviouslyobtainedwiththermalcuttingtechniques.（切割的窄度保证了使用之前热切割的技术无法获得与其等同的精度）。

厚度为1mm的工具钢切割边缘，该样品保存至今

年8月，波音公司的三位员工发表了一篇论文，文中表示他们利用CO2激光器在氧气辅助的条件下对钛、哈氏合金和陶瓷等“硬”材料进行了切割实验，并提出了激光切割机床的概念图，最后得出结论：“激光可能是一种经济有效的切割工具，但在这种机器投入生产之前需要进行大量的研究和开发”。此外，美国波音公司还是第一家在其生产线上集成激光切割的公司。

激光切割机床概念图

在此之后，激光切割行业迅速发展。年，BOC向苏格兰的模具板制造商WilliamThynes提供了历史上第一台真正的激光切割机床；年，英国的AndrewGreenslade将第一台FerrantiMF系列激光器安装在BOCFalcon火焰切割机上，实现了第一个双轴钣金激光切割系统（该观点存在一定争议）；年，瑞士的LaserWorkAG（现隶属于PrimaIndustrie集团）提供了历史上第一台商用双轴可移动CO2激光切割系统，此时的配置已经与现如今的设备配置相当，且仍能正常运行。此时，商业激光切割系统已经逐渐成熟，科研人员也在提高激光器功率以及优化激光器机床的方向进行大量的研发，但作为激光切割的最终应用原型应该是20世纪80年代意大利公司PrimaIndustrie生产的龙门梁传输系统，该系统可以通过5轴操作进行3维的任意加工；年，AustinRover的Swindon工厂成为应用此类系统的第一批工厂之一，他们将其应用于预生产车身面板的修整，这种应用目前仍然是全世界多轴激光切割的主要用途，所有主要的汽车供应商都在使用该技术。

第一台商用双轴可移动CO2激光切割系统

在CO2激光切割系统问世后，其他类型的激光切割系统也随之浮出水面，比如YAG固体激光切割系统和光纤激光切割系统。现如今，激光切割几乎无处不在，它不仅适用于金属，还适用于木材、纸板、陶瓷和亚克力板等多种材料，可以说激光切割开辟了工业领域的全新未来。

但激光的应用只限于此么？下期，我们来看看激光医疗的起源。

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