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，達到加工效果。雷射光束最容易應用的是金屬材料，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。鐵板和碳鋼多用於汽車、工程機械部件、管道等金屬結構件，需要相對較大功率的切割和焊接。不銹鋼常用於衛浴、廚具、刀具等，對厚度要求不高，中等功率的雷射即可滿足要求。

中國住房和各類基礎建設項目發展迅速，消耗了大量的建築材料。例如，中國消耗了全球一半的水泥，同時也是鋼材使用量最大的國家。建築材料可以說是中國經濟的支柱產業之一。建築材料需要大量的加工，雷射技術在建築材料領域有哪些應用？目前，由螺紋鋼筋和鋼筋製成的建築地基或結構主要透過液壓剪床或磨床進行加工。雷射常用於管道、門窗加工。

金屬管道的雷射加工

建築用管道有自來水管、瓦斯/天然氣管、污水管、柵欄管等，金屬管道包括鍍鋅鋼管、不銹鋼管等。隨著建築業對強度和美觀度的要求越來越高，管道切割要求也隨之提高。一般管道出廠長度通常在10公尺甚至20公尺。管道分發到各行業後，由於應用場景不同，需要加工成不同形狀和尺寸的零件，以滿足不同行業的需求。

雷射切管技術以其自動化程度高、效率高、產量高等特點，在管材產業迅速普及，尤其適用於切割各種金屬管材。一般厚度小於3毫米的金屬管材，1000瓦的雷射切割機即可切割，3000瓦以上的雷射功率更可實現高速切割。過去砂輪切割機切割一段不鏽鋼管需要20秒左右，而雷射切割只需2秒，大大提高了效率。因此，雷射切管設備在過去的四、五年裡已經取代了不少傳統的機械刀切割。雷射切管機的出現，使得傳統的鋸、沖、鑽孔等工序在一台機器上自動完成，可以切割、鑽孔，還能實現輪廓切割和圖案文字切割。使用雷射切管機，只需將所需的規格參數輸入電腦，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、坡口切割適用於圓管、方管、扁管等。雷射切割幾乎滿足了所有管材切割的要求，實現了高效的加工模式。

雷射管切割

門窗雷射加工

門窗是中國房地產建築業的重要組成部分，每棟房子都需要門窗。龐大的產業需求和逐年上升的生產成本，使得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、欄桿等生產中大量使用的不銹鋼材料大多為厚度2mm以下的鋼板和圓鐵皮。雷射技術可以實現鋼板和圓鐵皮的高品質切割、鏤空和花紋切割。現在手持式雷射焊接可以輕鬆實現門窗金屬部件的無縫焊接，消除了點焊造成的縫隙和焊點突出的問題，使門窗性能卓越，外觀精美。

門窗、防盜網、護欄等每年的消耗量龐大，用中小型雷射就能實現切割和焊接。但由於這類產品大多是根據房屋尺寸定制的，由小型門窗安裝店或裝修公司加工，採用的是最傳統、主流的切割打磨、電弧焊、火焰焊等工藝，激光加工替代傳統工藝的空間很大。

雷射焊接防盜門

非金屬建築材料雷射加工的可能性

非金屬建材主要包括陶瓷、石材、玻璃等，其加工過程透過砂輪和機械刀具進行，完全依賴手工操作和定位，且加工過程中會產生大量粉塵、碎屑和擾人的噪音，對人體存在很大的潛在危害，因此，願意從事這類工作的年輕人越來越少。

這三種建築材料都存在碎裂的可能性，而玻璃的雷射加工技術已經發展起來。玻璃的成分包括矽酸鹽、石英等，這些成分易於與雷射光束反應，從而完成切割。關於玻璃加工的討論已經很多。至於陶瓷和石材，雷射切割很少被考慮，需要進一步探索。如果找到波長和功率合適的雷射器，陶瓷和石材也可以切割，並且產生的粉塵和噪音更少。

現場雷射加工探索

住宅施工現場，或道路、橋樑、軌道等基礎設施項目，其材料需在現場施工鋪設。而雷射設備的工件加工往往侷限於車間，之後再運送至第二地點進行應用。因此，探索雷射設備如何在其應用場景中實現即時現場加工，或許是未來雷射發展的重要方向。

例如，氬弧焊接機深受大眾喜愛，應用廣泛。它成本低廉、便攜性好、功率要求低、穩定性高、適應性強，可以隨時輕鬆攜帶到現場進行加工。而手持式雷射焊接機的出現，為現場雷射加工應用場景的探索提供了可能性。手持式雷射焊接設備和冷水機現在可以集成為一體，體積更小，更適用於施工現場。

金屬零件生鏽是一個非常棘手的問題，如果不及時處理鏽蝕，產品很可能會報廢。雷射清洗技術的發展使得除鏽變得更容易、更有效率，單位加工消耗成本更低。對於無法移動、需要在施工現場清洗的工件，提供專業的上門雷射清洗服務或許是雷射清洗發展的方向之一。南京一家公司已成功研發出車載移動式雷射清洗設備，也有公司開發出背負式清洗機，可以實現對建築外牆、雨棚、鋼架結構等的現場清洗，為雷射清洗現場加工提供了新的選擇。

S&A 冰水機 CWFL-1500ANW 用於冷卻手持式雷射焊接機