第十四章

激光/等离子/水刀切割

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A. 什么是激光切割?

激光切割原理
激光切割用高能激光束精确切割材料

激光切割原理

激光切割机使用高能激光束切割材料。常见可切割材料包括亚克力、木材和薄金属。激光切割的精度非常高,切割边缘光滑整齐。

切缝(Kerf)

切缝是激光烧掉的材料宽度,通常在 0.1-0.3mm 之间。设计时需要考虑切缝的影响:

为什么切缝很重要?
如果你设计一个刚好 10mm 宽的榫头要插入 10mm 宽的榫眼,切割后榫头会变窄(被激光烧掉了一圈),而榫眼会变宽。结果就是松松垮垮。需要在设计时预留切缝补偿。

从 2D 到 3D

激光切割只能切平面材料,但你可以用平面零件拼装成 3D 结构。常见连接方式:

等离子和水刀切割

等离子切割和水刀切割的原理类似,但能切更厚的金属。等离子用高温等离子弧,水刀用高压水流混合磨料。设计原则相同——都是基于 2D 轮廓切割。

检查点 1:你理解了切缝对设计的影响吗?

如果激光切缝是 0.2mm,你设计了一个 10mm 的榫头,切割后它实际会是多宽?为什么?

B. 激光切割设计要点

激光切割设计
在 Onshape 中设计 3D 模型,然后导出 2D 面用于切割

Onshape 很灵活

你可以在 Onshape 中用完整的 3D 模型来设计,确认装配关系和尺寸都正确后,再把需要切割的面导出为 2D 文件。这比直接画 2D 图纸更不容易出错。

激光切割箱子示例

一个常见的练习是设计一个激光切割的箱子。流程是:

  1. 在 Onshape 中建一个 3D 箱子模型
  2. Split 功能把 3D 模型切成平面零件
  3. 给每个面加上连接结构(榫卯/指接)
  4. 导出每个面的 2D 轮廓

Custom Features(自定义特征)

Onshape 社区提供了很多针对激光切割设计的自定义特征,可以大幅简化设计过程:

检查点 2:你理解了从 3D 设计到 2D 切割的流程吗?

为什么建议先做 3D 模型再导出 2D 切割文件,而不是直接画 2D 图?

C. 从 Onshape 导出切割文件

导出 DXF 文件
使用 Auto Layout 自动排列零件并导出 DXF

Auto Layout 自定义特征

Auto Layout 是 Onshape 社区的一个非常实用的自定义特征,它能自动把多个零件排列在一张板材上,最大化材料利用率。

导出单张板

  1. 选中要导出的零件面
  2. 右键 → Export as DXF
  3. 检查导出的线条是否完整

导出多张板

如果零件太多,一张板放不下,需要分组排列后逐张导出。

颜色标注

很多激光切割服务要求用不同颜色区分不同操作:

导出格式

检查点 3:你会从 Onshape 导出 DXF 了吗?

试着在 Onshape 中选择一个零件的平面,右键导出为 DXF。如果你有条件,可以尝试在激光切割机上切出来。

本章你学了什么

  • 激光切割从 2D 板材切出零件
  • 切缝(Kerf)需要在设计中考虑
  • 用 DXF 格式导出切割文件
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