1、前言

二氧化碳激光器是目前連續(xù)輸出功率較高的一種激光，它發(fā)展較早，商業(yè)產(chǎn)品較為成熟，被廣泛應(yīng)用到材料加工、醫(yī)療使用、軍事武器、環(huán)境量測等各個領(lǐng)域。在激光的發(fā)展和應(yīng)用方面，CO2激光器的制作和應(yīng)用較早也較多，早在1970年代末期，就有從國外直接進(jìn)口CO2激光器，從事工業(yè)加工和醫(yī)療等應(yīng)用。從80年代末期開始，CO2激光器被廣泛引進(jìn)并應(yīng)用在在材料加工領(lǐng)域。

近年來CO2激光加工設(shè)備雖然漸趨普及，但激光畢竟是一種新的工具，激光加工技術(shù)亦不同于傳統(tǒng)的加工方法，所以工業(yè)界在引進(jìn)使用CO2激光器的過程中，曾經(jīng)遇到各種各樣的問題，給很多廠商造成不少困擾。本文針對CO2激光器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用狀況及其演變作以分析，并提出在使用CO2激光器過程中，常面臨的一些問題，按照CO2激光器功率大小分類，闡述其在各個產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用狀況及演變情況，列舉CO2激光應(yīng)用者會面對的主要問題并加以分析，最后對CO2激光應(yīng)用的未來提出展望。

2、工業(yè)CO2激光應(yīng)用與發(fā)展

為了比較詳細(xì)完整的介紹CO2激光加工的應(yīng)用狀況，按其使用成本，本文以激光輸出功率范圍（小于200瓦，介于200到1600瓦間和大于1600瓦以上）作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，逐一介紹它在各個領(lǐng)域的應(yīng)用情況。

2.1低功率（小于200瓦）CO2激光的應(yīng)用

早期進(jìn)口和制造的CO2激光機(jī)器，均為小于200瓦的低功率激光器。主要為電子工業(yè)（如電阻制造、IC標(biāo)志）、非金屬加工業(yè)（竹木雕、服飾、制鞋、飾品制造等）和部份醫(yī)療和研究單位所使用。
將CO2激光束透過一個光罩，聚焦于IC或半導(dǎo)體組件上作標(biāo)志，這種CO2激光主要皆為TEA脈沖式。但隨著標(biāo)志加工速度的要求越來越快，加工品質(zhì)的要求越來越高，以及固體激光的快速發(fā)展，最近新引進(jìn)的標(biāo)志加工用激光，已逐漸被固體的YAG激光所取代。

用鏤空的銅模罩住要雕刻的非金屬材料，然后用CO2激光束在銅模上作快速掃瞄，即可在該材料上雕刻出復(fù)雜的圖案。雕刻對象為木材、壓克力、皮革和紙張等，另外也可以應(yīng)用到雕刻特有的手工藝品，如竹片雕刻、軟木浮雕、貝殼浮雕等。最近幾年已轉(zhuǎn)型用密封式CO2激光，直接以掃瞄振鏡作少量多變化的禮品雕刻，以提高產(chǎn)品的附加價值。

成衣和制鞋業(yè)曾經(jīng)引領(lǐng)風(fēng)騷十?dāng)?shù)年，也是引進(jìn)國外或采用自產(chǎn)的低功率CO2激光加工較早的成功典型，主要是以50瓦激光來裁切制衣服用的馬克板和鞋子樣板，僅用于開發(fā)或少量多樣的生產(chǎn)，故數(shù)量有限。也有少數(shù)150瓦左右的CO2激光直接作皮衣、皮件等生產(chǎn)用。另外計算機(jī)刺繡業(yè)有以激光配合CCD取樣，直接將刺繡在一大張上的眾多圖案一一裁下。但是隨著兩種產(chǎn)業(yè)的外移和萎縮，CO2激光器在這方面的應(yīng)用也沒有增加。而采用低功率CO2激光來裁切家具或飾品上的裝潢用薄樹皮持續(xù)增長，主要結(jié)合造型設(shè)計和后段生產(chǎn)，附加價值較高。

由于國外CO2激光的發(fā)展很快，小功率的CO2激光采用密封式結(jié)構(gòu)，且品質(zhì)越來越好，因此，除了上述加工業(yè)外，進(jìn)口的其它應(yīng)用系統(tǒng)里也有許多此類的CO2激光器，用在穿孔、印刷業(yè)刻板、快速成型、鏡片上打商標(biāo)和陶瓷基板加工等方面，其應(yīng)用潛力不小。

輸出200瓦以下的CO2激光器在一些非金屬薄材料切割方面綽綽有余，除上述業(yè)者較常使用外，其實仍有很多產(chǎn)業(yè)界的特殊材料皆可考慮以激光加工取代，如建筑業(yè)的壓克力模型制作，結(jié)婚相簿封面的硬版圖樣，其特點是是小而復(fù)雜，但均可以CO2激光來作裁切。云母薄板的裁切﹑防彈衣內(nèi)纖維布的裁切﹑耐龍安全帶的裁切，還有其它一些特殊材料如：FRP、ABS、特弗龍、石棉和橡膠等的裁切，國外都有采用激光加工的先例，只是需要特別注意切割時所產(chǎn)生氣體的排放問題.