激光是二十世纪最重要的发明之一，随着科技的发展，激光技术已经应用到工业生产中的各个领域，从航空航天到船舶制造，从医疗手术到集成电路生产，从机械制造到服装生产……不同的工业领域，激光有着不同的解决方案，激光切割、焊接、热处理、熔覆、毛化、打标等等。
其中，激光切割在工业激光应用中占的比例约为70%（主要为金属板材的切割）。
激光切割以其高速度、高精度及高切口光洁度而著称。配合以先进的数控系统及机床，使得激光在二维、三维切割中有着非常优异的表现。
但是，也有很多问题在困惑着用户，什么样的激光技术才是最好的？什么样的激光技术才是适合的？可以从哪些角度来考查？又有什么指标来量化呢？让我们一起来走近激光，揭开它神秘的面纱。
第一：影响激光切割质量的要素——光学篇
激光器是激光设备的心脏，对激光切割质量起着决定性的作用。一个好的激光器，应该具备理想的模式，稳定的功率等要素。
激光器的种类很多，从不同的角度可以对它有不同的定义。从激励的介质来区分，大致可分为固体激光器和气体激光器，它们分别用不同的固体或气体来作为介质，如最早的激光器就是采用红宝石作为介质。目前用于激光切割的主流激光器为二氧化碳激光器，其次是YAG激光器。YAG激光器有着光电转换效率高，体积小的特点，但是由于其能量泵浦源的损耗快，维护成本高等因素使其应用受到很大限制。而采用二氧化碳激光器，比较容易获得理想的激光模式和较高能量，加之性能稳定，停机时间短，从而被广泛应用于各种材料的切割。
二氧化碳激光器中，以气体流动方向和激光谐振输出方向等因素组合，又分为轴流和横流激光器，从设计角度看，轴快流激光器比较容易获得激光理想的模式—TEM00模或TEM01模，所以，目前国际上主流的切割机床都采用轴快流二氧化碳激光器。我们在这个基础上来探讨激光影响切割的要素。
一：激光模式。是衡量激光质量最重要的指标之一。可分为单模，基模和多模。基模既TEM00模，它在X和Y轴上的指数均为0，所以是一个理想的圆点，它的单脉冲立体图形如下：
采用TEM00模的激光可以获得最小的光束直径，在切割加工中因其光斑小而获得最小的切缝及更快的切割速度。
而多模更是在XY方向上均为非0指数，其光束质量较差，一般只用与焊接而不用与切割。
二：激光频率。激光输出分脉冲输出和连续输出，用于切割和焊接的激光主要采用脉冲输出方式，脉冲频率主要影响切割的速度和切口粗糙度，要获得高速切割，高频率是必不可少的。目前大多数厂家生产的二氧化碳激光器频率都在5000Hz以内。
三：激励模式。二氧化碳激光器是采用电极激励二氧化碳气体而产生激光，按照金属电极的安装位置可分为直流激励和射频激励。直流激励既正负电极都在激光管内，电极和二氧化碳气体直接接触，而电极距离长，工作时必须使用高电压（瞬间电压高达20KV），导致电极产生烧蚀损耗。设备的维护频率及费用都比较高。而国际上三大激光器生产厂：德国TRUMPF（通快）、德国ROFIN及美国PRC公司主要采用的射频激励模式，其金属电极在管外，不与二氧化碳气体接触，非常好地保护了电极。
四：激光功率。包括峰值功率，能量稳定性等要素。不同功率在金属板材的切割中可切穿的厚度不同，以4KW激光器为例，它可切割20mm厚的碳钢板，或15mm不锈钢，10mm铝合金；而5KW以上的激光器可以切割25mm厚的碳钢，不锈钢可达20mm。
提高功率始终是激光研究一个话题，每个生产商都在努力提高工艺设计的水平，提高激光功率，以获得更广阔的加工空间。目前，德国TRUMPF公司已经生产出40KW的激光器用于工业生产。我国主要钢铁厂的酸洗生产线无一例外的采用通快公司12KW激光器。
功率的另一个指标是功率稳定性，优秀的切割质量，必须是优秀的切口贯穿始终。长期生产对激光器也是一个非常重要的考验。直流激励激光器由于电极烧蚀，导致在长期工作状态下功率衰减。另外，由于有的激光器的真空泵和涡轮泵采用润滑油进行润滑，导致润滑油污染激光谐振腔，而减短了激光器寿命。
五：光束发散角。从严格的角度来讲，光束发散角不属于激光器部分的内容，但是因为激光器的模式对远场发散角影响很大，所以我们把它放在这里一起讨论。光束发散角对切割质量的影响体现在切口的宽度和坡度上，越小的发散角切口宽度越窄，坡度越小，因而质量越高。
第二：影响激光切割质量的要素——机械数控篇
作为一个完整的解决方案，不仅要有高质量的激光器，还要有良好的机床及数控系统来匹配。
一：数控系统；目前国际上主流的数控系统有三种：德国西门子840D、日本FUNAC、法国NUM等系统。
其中，西门子凭借在数控系统及驱动产品方面的专业思考与深厚积累，不断制造出机床产品的典范之作，为自动化应用提供了日趋完美的技术支持。SINUMERIK不仅意味着一系列数控产品，其力度在于生产一种适于各种控制领域不同控制需求的数控系统，其构成只需很少的部件。它具有高度的模块化、开放性以及规范化的结构，适于操作、编程和监控。NUM公司是施耐德电气的子公司，欧洲第二大数控系统供货商。主要产品有：NUM1020/1040、NUM1020M、NUM1020T、NUM1040M、NUM1040T、NUM1060、NUM1050、NUM驱动及电机。日本FANUC公司在数控系统方面也有很多建树。三大厂商各有所长，总体上看，西门子系统以其稳定性专业等特性而被广泛使用。
二：驱动系统；良好的驱动硬件可以保证完美的切割质量，确保机床的刚性。先进的激光机床采用了高精度免维护的伺服电机，实现了切割头XYZ轴的高速完美运动。
三：高度跟踪系统；分接触式和非接触式。接触式高度跟踪系统采用探针实现高度跟踪，在切割中对板材有一定划伤，因此在金属板材切割时，一般不建议使用该型系统。而非接触式高度跟踪系统采用电容式传感器实现高度跟踪调节。在实现严格高度一致以保证统一的切割质量同时，免除了板材对切割头的碰撞的风险。
四：光路传输；目前主要有混合光路、单臂悬梁飞行光路和龙门式飞行光路三种。混合光路采用工作台或工件X轴运动，切割头Y轴运动，在加工中存在工件运动，容易导致精度误差，且容易划伤板材，但是技术相对简单，造价低，目前国内激光设备生产厂主要提供这种形式的切割机供模切板行业。单臂悬梁飞行光路由于切割头的单点承重，设备刚性不足，一般需要特殊地基，而且在长期运行的稳定性不够。龙门式飞行光路是目前最成熟的技术，它有着速度快、刚性好及精度高等特点。
当然，在一个完整的系统中，还有很多要素需要评估，例如供应商对激光工艺的研究程度，针对各种材料的不同加工要求是否可以提供完整的解决解决工艺；设备的整体性、长期稳定性；抗电磁干扰能力；对环境的要求……都需要我们进行考核。
第三：面向未来的激光切割技术——德国通快的解决方案
德国通快TRUMPF集团是全球制造技术领域的主导企业之一，1923年成立至今，已具有80多年辉煌历史。通快集团总部位于德国斯图加特市附近的迪琴根（Ditzingen）,在工业用激光及激光系统领域是技术及市场的全球领导者。目前，安装在全球的通快激光切割机已经超过7000台，2004财政年度，通快集团的营业额为15亿欧元。是世界上最大的激光公司。欧洲最大的机床厂。
TRUMPFheadquarters通快全球总部
针对工业加工对激光日益高涨的要求，通快推出的TCL3050系列CNC激光切割机，代表全球激光加工的发展方向。它采用了通快公司最先进的5000W或6000W折叠式射频激励激光器，TEM01模式，即使在切割厚达25mm的碳钢，20mm不锈钢及15mm铝材时也可获得完美的质量。
该机数控部分采用西门子840D，在驱动方面采用了最先进的磁悬浮直线电机驱动技术，适用于长时间高速运行，运行平稳且不易磨损，龙门式全飞行光路，XY轴联动速度达300米/分钟。
智能化的DIASIII高度调节系统，保证了切割头在高速切割时与工件的严格距离一致，并防止了碰撞的发生。
在软件方面，该机配备的TO编程系统集成了通快大量的工艺试验而获得的技术技巧，用户无需花费过多的时间去摸索切割工艺。同时该软件通过与各种独特的加工工艺结合，如离子云监控系统、HILAS高压切割、rintLas高速切割技术等实现了针对各种厚度板材的不同加工策略。
另外，通快为该机配备许多最先进的工艺技术，如微小孔加工技术，局部冷却技术，编程管理，自诊断，自维护功能，在线诊断，激光日志功能等，加上安全方面采用的一类激光防护，保证了操作者的安全。使得激光加工不再是复杂的工作，而成为通快倡导的艺术的加工，操作者的Enjoyhiswork即享受工作。