激光在木材行业的应用

发布时间:2024-02-05 16:04:01

概述

 

激光技术在各行各业都有很多应用,它与木材行业的结合大大提高了木材加工的质量,提供了无与伦比的精度和安全措施。本文讨论了激光在木材行业中的应用,以提高精度和安全性,并探讨了主要商业参与者和近期的相关发展。

 

在木材行业中激光如何确保精确度和安全性?

 

多年来,木材行业取得了显著进步,新技术在提高效率、精确度和安全性方面发挥了关键作用。传统方法通常依赖人工或传统锯子,这可能会导致误差、浪费和安全问题。激光引导切割系统使用高度集中的光束对木材进行高精度切割,因为这些系统经过编程,可以按照特定的模式进行切割,确保每块木材都能精确地切割到所需的尺寸。这种精确度不仅能提高木材质量,还能减少材料浪费,从而最大限度地降低对环境的影响。

此外,激光还被用于先进的安全系统,可实时识别和减轻潜在的危险。例如,激光扫描仪可以绘制锯木厂环境的三维地图,检测任何障碍物或意外移动,然后自动调整机器运行,防止事故发生,确保工人的安全。

 

最新发展
 

计算机数控激光

在 2023 年的一项研究中,研究人员调查了计算机数控激光切割在工业生产中常用的各种木材上的应用。该研究重点评估了激光切割质量,考虑了切口宽度、热影响区宽度等因素,以及它们在不同木材品种上的差异。

值得注意的是,竹子是激光切割效果质量最高的木材品种,尤其是在垂直于纤维方向切割时。研究还表明:总体而言,与平行于纤维的切割相比,垂直于纤维方向的激光切割结果质量更高。统计分析表明,木材种类密度与某些切割参数之间存在相关性,强调了材料特性对激光切割质量的影响。

与纤维平行和垂直的激光切割结果。资料来源:Cebrail Açık等人,《Research of computerized numerical control laser processıng qualıtıes of some wood specıes used ın the furnıture ındustry》,《Maderas-Cienc Tecnol》(2023)。

 

木材种类的激光切割组关系。*m(平均值),sd(标准差),g(均匀性)。资料来源:Cebrail Açık等人,《Research of computerized numerical control laser processıng qualıtıes of some wood specıes used ın the furnıture ındustry》,《Maderas-Cienc Tecnol》(2023)。

 

激光修剪的保护性优势
 

在最近的另一项研究中,研究人员探讨了激光在木材行业中的应用,特别是在切割树枝上的新鲜木材时。这项研究考察了不同激光功率和光束移动速度下切割表面的细胞结构。结果表明,切口表面有一层压实、烧焦的细胞,可作为保护屏障,防止苗圃、种植园和果园中的病原体入侵。这项研究强调了激光在树木修剪方面的潜力,为修枝剪和锯子等传统工具提供了替代方案。

初步研究中使用的波长为2μm的激光装置示意图:(1) 波长为 788 nm 的半导体泵浦激光器,(2) 光纤布拉格光栅,(3) 光纤接头连接,(4) 掺 Tm 光纤,(5) 准直器,(6) 滤光片(HR 788 nm/AR 2 μm),(7) 聚光透镜,(8) 木制工件。资料来源:Monika Aniszewska等人,《Infrared Laser Application to Wood Cutting》,《Materials》(2020)。

 

研究人员在各种木材上测试了不同的激光参数,强调有必要进一步探索激光技术在木材加工中的创新应用。

以不同的激光束功率和移动速度切割表面。资料来源:Monika Aniszewska等人,《Infrared Laser Application to Wood Cutting》,《Materials》(2020)。

 

激光技术在木材加工中的商业优势
 

从商业角度来看,激光技术在木材加工业中的应用具有诸多优势。激光引导切割系统简化了切割流程,减少了材料浪费,提高了精确度,从而大大提高了效率。激光技术提供的精确度为木材生产商节约了成本,而某些工序的自动化则最大限度地减少了劳动力支出,提高了运营效率。激光切割木材不仅不会出现传统切割方法的误差,还能最大限度地降低事故风险,保护工人和机器。同样,激光技术还可以定制复杂的设计和图案,使企业能够满足从标准木材尺寸到特殊产品的各种市场需求,从而在市场上获得竞争优势。

主要参与者
 

Lumberline Laser Inc.

Lumberline Laser Inc. 由 Larry Clark 于 1985 年创立,是视觉对准激光器和安装硬件的主要制造商。其激光器可在各种条件下全天候连续运行,平均使用寿命长达 10 年。Lumberline Laser 协助客户为从木材加工机械到工业装配线等各种应用选择理想的激光器。多年来,Lumberline Laser 的业务范围已超出木材行业,服务于汽车制造和石材加工等领域。

Trotec

Trotec是另一家著名的国际开发商和制造商,也是激光行业的领军企业,总部设在奥地利。自 1991 年成立以来,凭借 30 多年的专业技术,Trotec的 CO2 激光设备彻底改变了印章行业,现已发展成为一家全球性企业,在全球 90 个国家设有 17 个销售办事处,出口覆盖率达 97%。

在木材行业,Trotec的木材激光切割机和雕刻机具有多功能性,可以在各种木材上进行个性化创作、建筑模型和复杂设计。他们的 Ruby 激光软件确保了效率、生产力和高质量,使Trotec成为商业激光行业的重要参与者。

Trotec公司的大型激光切割机SP系列


激光雕刻机和切割机Speedy系列

 

结论
 

总之,激光技术在木材行业的应用为木材加工带来了革命性的变化,确保了高精度和高安全性。激光引导切割系统提高了效率,最大限度地减少了浪费,并提供了定制服务,比传统的手工技术更具优势。

最近的研究展示了激光在木材行业的多种应用,突出了在树木修剪和切割质量评估方面的保护性优势。Lumberline Laser Inc. 和 Trotec 等商业巨头通过提供先进的激光解决方案,为木材行业做出了巨大贡献。

 

参考文献:

【1】Cebrail Açık等人,《Research of computerized numerical control laser processıng qualıtıes of some wood specıes used ın the furnıture ındustry》,《Maderas-Cienc Tecnol》(2023)。
 

【2】Monika Aniszewska等人,《Infrared Laser Application to Wood Cutting》,《Materials》(2020)。

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