雷射技術在建築材料的應用

雷射利用其高能量與材料相互作用，從而達到加工效果。雷射光束最容易應用於金屬材料，這也是發展最成熟的市場。

金屬材質包括鐵板、碳鋼、不銹鋼、銅、鋁合金等。鐵板和碳鋼主要用於汽車、工程機械部件、管道等金屬結構件，這些部件需要功率相對較高的切割和焊接。不銹鋼常用於浴室用品、廚房用具和刀具等，這些產品對厚度要求不高，中等功率的雷射即可滿足需求。

中國的住房和各類基礎建設項目發展迅速，建築材料的使用量龐大。例如，中國消耗了全球一半的水泥，也是全球最大的鋼鐵消費國。建築材料堪稱中國經濟的支柱產業之一。建築材料需要經過大量的加工處理，那麼雷射技術在建築材料領域有哪些應用呢？目前，由鋼筋和鋼條構成的建築地基或結構主要採用液壓剪切機或磨床進行加工。而雷射技術則常用於管道、門窗等材料的加工。

金屬管道的雷射加工

用於建築的管道包括水管、煤氣/天然氣管道、污水管道、圍擋管道等，金屬管道則包括鍍鋅鋼管和不銹鋼管。隨著建築業對管道強度和美觀性的要求越來越高，對管道切割的要求也隨之提高。一般管道在交付前的長度通常為10公尺甚至20公尺。由於應用場景不同，管道在分發到各個行業後，需要加工成各種形狀和尺寸的部件，以滿足不同行業的需求。

雷射管道切割技術具有高度自動化、高效率和高產量等特點，並迅速在管道行業中得到應用，尤其適用於切割各種金屬管道。厚度一般小於3mm的金屬管道可以使用1000瓦的雷射切割機進行切割，而使用3000瓦以上的雷射功率則可以實現高速切割。過去，使用砂輪切割機切割一段不銹鋼管大約需要20秒，而雷射切割僅需2秒，大大提高了效率。因此，在過去的四、五年裡，雷射管道切割設備已經取代了許多傳統的機械刀具切割方式。雷射管道切割技術的出現，使得傳統的鋸切、沖孔、鑽孔等工序可以在一台機器上自動完成。它可以進行切割、鑽孔，並實現輪廓切割和圖案字元切割。使用雷射管道切割製程時，只需將所需規格輸入電腦，設備即可自動、快速、有效率地完成切割任務。自動送料、夾緊、旋轉、開槽等功能適用於圓管、方管、扁管等。雷射切割幾乎滿足所有管道切割要求，並實現了高效的加工模式。

雷射管材切割

門窗雷射加工

門窗是中國房地產建設行業的重要組成部分，所有房屋都需要門窗。由於產業需求龐大，且生產成本逐年上漲，人們對門窗產品的加工效率和品質提出了更高的要求。

門窗、防盜網和護欄等產品生產中使用的大量不銹鋼大多是厚度小於2mm的鋼板和圓鋼。雷射技術可以對鋼板和圓鋼進行高品質的切割、鏤空和圖案切割。如今，手持式雷射焊接可以輕鬆實現門窗金屬部件的無縫焊接，避免了點焊造成的縫隙和明顯的焊點，使門窗性能優異且外觀美觀。

門窗、防盜網和護欄的年消耗量巨大，而中小功率的雷射即可實現切割和焊接。然而，由於這些產品大多是根據房屋尺寸定制的，並且由小型門窗安裝店或裝修公司加工，他們通常採用最傳統、主流的切割打磨、電弧焊、火焰焊等工藝。因此，雷射加工在取代傳統工藝方面具有很大的發展空間。

雷射焊接安全門

非金屬建築材料雷射加工的可能性

非金屬建築材料主要包括陶瓷、石材和玻璃。它們的加工主要依靠砂輪和機械刀具，完全依賴人工操作和定位。加工過程中會產生大量粉塵、碎屑和噪音，對人體健康造成極大的潛在危害。因此，願意從事這項工作的年輕人越來越少。

這三種建築材料都存在碎裂和開裂的風險，而玻璃的雷射加工技術已經發展起來。玻璃的主要成分是矽酸鹽、石英等，這些成分容易與雷射光束反應，進而達到切割。關於玻璃加工的討論已經有很多。至於陶瓷和石材，雷射切割的應用卻鮮有報道，需要進一步探索。如果能找到波長和功率合適的雷射器，或許也能利用雷射切割陶瓷和石材，並且減少粉塵和噪音的產生。

探索現場雷射加工

住宅建築工地或道路、橋樑、軌道等基礎設施項目，其材料需在現場進行施工和鋪設。然而，雷射設備的工件加工通常僅限於車間內，之後工件需要運送到其他地點進行應用。因此，探索雷射設備如何在應用場景中實現即時現場加工，可能是未來雷射技術發展的重要方向。

例如，氬弧焊機因其成本低、便攜性好、對電源要求不高、穩定性高、適應性強等優點，被廣泛應用，並可隨時輕鬆運送到現場進行加工。在此背景下，手持式雷射焊接機的出現為探索現場雷射加工的應用場景提供了可能。手持式雷射焊接設備和水冷機現在可以整合到體積更小的設備中，並應用於建築工地。

金屬零件生鏽是一個非常棘手的問題。如果鏽蝕無法及時處理，產品很可能會報廢。雷射清洗技術的發展使得除鏽更加便捷高效，且單次加工成本更低。為那些無法移動、需要在施工現場進行清洗的工件提供專業的上門雷射清洗服務，可能是雷射清洗技術的發展方向之一。南京一家公司已成功研發出車載式移動雷射清洗設備，一些公司也研發了背負式清洗機，可以實現建築外牆、雨棚、鋼結構等的現場清洗，為現場雷射清洗加工提供了一種新的選擇。

S&A CWFL-1500ANW 冰水機，用於冷卻手持式雷射焊接機