选择 CNC 雕刻激光器功率——6W、15W，或 45W？

在考虑用于木材切割与雕刻的蓝光激光器时，通常需要决定其功率。6W 激光器（如 PLH3D-XT-50）在速度与精度之间实现了良好平衡。此激光器可实现超高清分辨率图像雕刻，并能够以流行 CNC 设备的最大速度进行切割。

然而，如此高的精度要求设备不仅具有极高的机械精度，还需具备足够的刚性，以适应在确保轨迹高重复性的高速运行。功率较低的 CNC 激光器完成雕刻所需时间更长，因为高分辨率图像由更多、更细的线条组成，而光斑（像素）增大即意味着激光头移动速度减慢。

PLH3D-XF+ 6W 激光头相对精度较低，但其较大像素尺寸支持更快的加工速度。例如，它可快速生成由0.5mm像素组成的30x30厘米图像。其有效分辨率为600x600像素（共36万个像点），而若采用0.1mm像素则总像素数达900万（3000x3000）。这在加工时长上差异巨大，而较大像素（低分辨率）仅在1-2米以内的距离才能看出明显变化。

15W 激光头采用三激光二极管架构，配备特级光学镜头，在同类产品中具备最高光功率密度。PLH3D-15W 与经过 uSpot 镜头升级的 PLH3D-6W-XF+ 光斑尺寸相同，但功率密度高出三倍，非常适合于高速木材切割。

PLH3D-XT8 拥有无可匹敌的 45W 光学输出功率，使切割厚木材（最高至20mm）变得轻而易举。这款激光器同样能够高分辨率雕刻图像。其卓越的景深使其无需频繁调整即可应对表面不平整情况。XT8 是激光切割木材及木基复合材料的理想工具。

材料特性

利用 CNC 激光切割与雕刻木材，效果受木材类别、硬度及其他参数（如含水率、纹理）影响。最易于激光切割的材料包括轻木和航空胶合板。胶合板外层为略硬木材，中间夹层通常为轻木。此类结构均匀、无木结、如泡沫状均质，激光切割过程最为顺畅，可高度重复。在选材时应关注材料的均匀性；部分低价轻木可能夹杂较硬木屑，激光切割时难度加大。航空胶合板同理。

其他常见材质如实木与硬质胶合板，例如窗框专用材料。木材硬度及胶合板中粘合剂会影响二极管激光器的切割效率。处理此类材料时激光木材切割头会生成类似碳的黑色脆性残渣。若切割速度过慢，残渣聚积遮蔽激光，材料切割进一步减速，被激光照射的木材附近变热发黑。因此，硬质材料建议采用高速多次轻切，以便更易去除少量切屑，避免过热、焦黑及生成多余残渣。还可配合使用高压气助喷嘴，减少炭化现象并将激光切割与雕刻速度提升至传统工艺的6.5倍。

材料选择与表面处理

雕刻效果高度依赖于木材种类，且涉及多项参数。

年轮与表面均匀性。 通常，为获得最佳雕刻效果应选择颜色均匀的材料。进行灰度雕刻时，需留意深色表面对激光吸收更多（但其图像对比较低）。所有年轮区域因颜色较深吸收光能更多，即便降低激光输出功率也会更热，成像区域会相对变暗，导致雕刻图案出现不受控色彩差异。年轮依然可见，类似于被半透明颜料覆盖的老旧壁纸图像。

人造板材。 中密度纤维板（MDF）表面对灰度层次表现良好。此类材料虽然缺乏天然木材的韵味——没有年轮赋予图像的独特质感，但其色调渲染极为一致且可预测。遗憾的是，常规 MDF 为棕色或深棕色，因此雕刻图像对比度或明亮度有限。同时，请注意在纤维板及 MDF 上进行雕刻会释放有毒烟雾。

木材硬度。 通常，雕刻硬木对表面影响并不明显。而软木——尤其是图案深色区域采用高功率光束时——会被烧穿较深。焦化效果在航空胶合板及轻木上尤为突出，深色区域还会被易碎且易污染加工表面的脆性残渣覆盖。

表面处理。 建议对木材表面进行适当平整处理（如砂纸打磨），确保激光头与工件间距恒定。这是影响最终灰度层次质量的关键因素。不平整表面将导致焦点局部变化，进而影响能量密度及光斑（像素）尺寸，亦即无法在不均匀材料上获得一致稳定的灰阶效果。

速度与功率

木材激光雕刻的激光光斑精细调节

要实现高速激光雕刻，需对激光束进行精确聚焦。通常有两种基本方法。第一种方法旨在获得最小的光斑尺寸，从而实现最大功率密度。极小的光斑面积确保了功率密度（功率除以面积）达到最高水平，从而实现最快的加工速度。校准过程应从在不同激光头高度及沿机床两个轴向，雕刻若干线条开始，然后选取生成网格线最细的设置。该方法的不足在于光斑形状不是方形，这是由于激光头光学系统将激光二极管发射器的光投射到木材表面导致的。圆形斑点不适合基于像素的图像雕刻。

CNC设备专用软件可支持选择光斑类型以及激光雕刻方式，例如自左至右、自上而下、或对角线方式。我们的经验显示，对角线雕刻可获得最佳一致性灰度效果。由于光斑边缘的功率密度略低于中心，因此采用对角线工艺时，激光轨迹会部分重叠，避免了图像线条边缘明显和间隙出现。

另一种此前提到的聚焦方法旨在获得与像素大小对应的方形激光光斑。使用该技术时，先在不同激光头高度下雕刻小方形，然后选择边长厚度均匀的方形对应的设置。这样无论激光在水平方向还是垂直方向运行，CNC激光器都能雕刻出等厚线条。

后者方法的激光雕刻速度比对角线工艺略慢，但所呈现的视觉效果有所不同。每种工艺方法各有优缺点，并不能简单以优劣区分。用户应自行测试并选择最适合自身需求的技术。

小苏打处理木材雕刻

对需要激光雕刻的木材进行前处理有助于增加图像的层次感和深度。

木材准备方法

首先需要选择适合用途的木材类型。不推荐使用MDF，因为其胶粘剂含量较高。而如桦木胶合板等多层板则更适合激光雕刻。为了获得最佳效果，建议准备一块平整、光滑并已打磨处理的胶合板。理想情况下，应在涂抹小苏打前对木板进行打磨。

图像准备方法

确保所用图片清晰且分辨率高。例如可选用至少350 DPI、尺寸高于3000×3000像素的照片。避免低分辨率图片，否则雕刻出的图像会非常模糊。可采用灰度处理方式。

小苏打处理工艺

准备处理溶液时，将4汤匙小苏打与500 ml水混合，充分搅拌后倒入喷雾瓶中。均匀喷涂在木材表面，晾干24小时。干燥后，可见木材表面呈现反光雾状。

可用320号砂纸配合轨道砂光机将反光雾层彻底打磨，恢复表面平整光滑。之后用配刷吸尘器彻底清理刚打磨的表面，确保木材上无残留白斑。

将选定图片转为灰度，完成工作距离校准后，将木材摆放使木纹与激光雕刻方向垂直。

之后即可开始木材激光雕刻。需要注意的是，由于木材经过小苏打处理，原有的激光功率在此工艺下，产生的雕刻效果类似于通常较低功率的表现。

推荐先准备测试样件，用以确认最佳的激光功率及速度。可先雕刻几毫米，根据雕刻色调观感决定是否满意或进一步调整。建议针对不同图片多次测试，着重参考雕刻图像的最深色区域，以此为参考点，确定最佳工艺参数。

参数确定后，即可进行正式激光雕刻。

激光雕刻完成后，表面常有少量残留灰烬，可选用吹气方式清理，但并非必要。为固化雕刻图像，建议多次喷涂保护涂层，每层均应为薄涂，并充分干燥后再进行下一层。喷涂三层轻薄清漆后，并彻底干燥，即可用手直接拿取成品。

实际效果如下图所示：

由于存在严重健康风险，使用高功率CNC激光器加工材料时，必须严格遵循以下安全规范：

• 操作时必须佩戴防护激光护目镜，并特别关注不只是激光头射出的主光束，还要注意所有激光的反射与漫射光线。
• 强烈建议为设备安装额外防护罩，这不仅能改善加工区通风，将烟雾排出室外，还能为人员安全提供屏蔽，防止漫射激光泄露。
• 加工前务必用湿布彻底清除待加工木材表面的尘屑，以避免激光雕刻过程中木屑点燃引起火灾。
• 木材属易燃材料，加工时排烟量大，工作场所必须保持良好通风。
• 加工胶合板、刨花板或MDF时，其内部胶粘剂在高温下将产生有毒烟雾。

特别感谢Andre Alexander Wijn为本节“小苏打处理木材雕刻”奠定基础，包括测试与探索激光雕刻小苏打处理木材的工艺流程，提供相关图片资料及初步文本，后由我们的网站开发团队补充完善并编辑成文。也感谢Paul Deutsch（请访问其Facebook小组PLDesigns）在“木材激光雕刻”章节提供速度与功率对比图片。