UNNC-FAB 2025-2

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National and Regional Standards Regarding Laser Cutting ​

激光切割相关的国家与地区标准及切缝分析 ​

一、全球标准体系详解 (Global Standards Overview) ​

激光加工设备属于高风险机械，全球主要工业国家都制定了严格的标准来规范其制造（制造商责任）和使用（用户责任）。以下是五个主要国家/地区的标准体系详解：

1. International (国际标准 - ISO/IEC) ​

所有国家标准的基础，通用性最强。

  • 核心安全: IEC 60825-1 - Safety of laser products. 定义了激光的安全等级（Class 1 - Class 4）和辐射安全要求。
  • 机械安全: ISO 11553 - Safety of machinery. 专门针对激光加工机械（如切割机）的机械安全、防护罩和联锁装置标准。

2. China (中国 - GB) ​

中国标准体系（Guobiao）很大程度上采纳了国际标准，但在国内具有强制法律效力。

  • 强制标准: GB 7247.1 (等同采用 IEC 60825-1)。在中国销售的激光产品必须符合此标准。
  • 加工机: GB/T 18490 (等同采用 ISO 11553)。

3. USA (美国 - ANSI/FDA) ​

美国拥有独特的“双重监管”体系，区分了制造者和使用者。

  • 制造监管 (FDA): 21 CFR 1040.10 (联邦法律)。针对制造商。所有在美国销售的激光产品必须向 FDA 注册。
  • 使用指南 (ANSI): ANSI Z136.1 (Safe Use of Lasers)。针对用户。这是 FabLab、学校、工厂必须遵守的操作指南，规定了 LSO (激光安全官) 的职责。

4. European Union (欧盟 - EN) ​

  • 准入认证: CE Certification。进入欧盟市场的激光切割机必须通过 CE 认证。
  • 协调标准: EN 60825-1。欧盟的协调标准，与 IEC 高度一致。

5. Japan (日本 - JIS) ​

  • 工业标准: JIS C 6802。基于 IEC 60825-1 修订。
  • 特点: 对激光警告标签（Warning Labels）有非常具体的日语本地化要求，强调图示的清晰度。

二、标准横向对比 (Comparison of Standards) ​

为了更直观地理解各地区差异，以下是核心要素的对比分析：

Feature (特性)🇪🇺 ISO/IEC / EN (国际/欧盟)🇨🇳 GB (中国)🇺🇸 ANSI / FDA (美国)🇯🇵 JIS (日本)
核心标准号IEC 60825-1GB 7247.1ANSI Z136.1 (使用)
FDA 21 CFR (制造)		JIS C 6802
法律性质强制 (CE认证)强制性国标联邦法律 (FDA)
行业共识 (ANSI)		工业标准 (部分强制)
安全分级体系Class 1, 1M, 2,
2M, 3R, 3B, 4		同 IEC 体系Class I, II, IIIa,
IIIb, IV (罗马数字)		同 IEC 体系
关注重点设备本质安全
(防护罩/联锁)		与国际标准接轨
强制性认证		人员管理
(指定安全官/培训)		标识规范
(本地化标签)

总结: 尽管各国标准代号不同，但核心逻辑都源自 IEC 60825。美国标准最特殊，它不仅管设备，还管“人”怎么用（ANSI Z136）。

三、切缝分析 (Understanding Kerf) ​

Kerf (切缝) 指激光在切割过程中烧蚀掉的材料宽度。就像锯子锯木头会产生锯路一样，激光也有“粗细”。

  • 典型值 (Typical Value): 0.08mm - 0.25mm (取决于材料与聚焦)。

1. 影响因素 (Influencing Factors) ​

  • Focus Lens (聚焦镜): 焦距越短，光斑越小，Kerf 越小。
  • Material Thickness (材料厚度): 材料越厚，切缝通常越宽（光束呈沙漏状）。
  • Cutting Speed (切割速度): 速度越慢，热影响区越大，切缝越宽。

2. 切缝补偿 (Kerf Compensation) ​

为了保证 Press-fit (过盈配合) 或榫卯结构的精准度，必须在 CAD 阶段进行补偿。

  • 计算公式: Offset Value = Kerf / 2
  • 操作方法:
    • 在 CAD (如 Fusion 360/AutoCAD) 中使用 Offset (偏移) 命令。
    • 外轮廓 (Outer Geometry): 向 外 偏移。
    • 内孔 (Inner Holes): 向 内 偏移。

Kerf Compensation Diagram(图示：左侧为未补偿，右侧为补偿后)