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高分子材料在现代工业中使用的越来越多。为了追求外型美观、安全,而由PET薄膜作为材料制成的模塑产品大量使用曲面造型,而传统冲切模在切割复杂曲面边界时束手无策,而激光可以适应复杂曲面膜片的切割。激光在曲面膜片切割时,有时由于空间干涉,无法时刻保证激光光束垂直于材料表面,且如果可以实现激光光轴和材料表面不垂直切割（即非垂直切割）,那么切割设备成本可以大大降低,如三轴数控切割。本文从激光垂直切割模型出发,通过求解待切材料表面阈值能量方程,建立了激光非垂直切割能量分布模型,并进行了试验研究,为高分子材料的激光切割选择工艺参数提供理论指导。本文主要研究内容如下:（1）基于激光切割的原理,研究分析了PET薄膜在CO2激光作用下的变化机理,并从宏观层面研究分析PET薄膜对CO2激光能量的吸收模型,通过多组预实验确定了激光入射角、离焦量和激光线能量值为影响CO2激光切割PET薄膜切割质量的主要参数。（2）基于能量守恒定律,建立了高分子材料在激光非垂直切割时的传热模型,并搭建量热试验平台,CO2激光光束以不同的入射角辐照到PET薄膜材料表面,同时使用美国FLIR（菲力克）红外测温仪测量PET薄膜激光辐照区域温度随着时间的变化曲线,拟合PET薄膜的激光吸收率随激光入射角变化而变化的曲线,并与吸收率的理论预测值（菲涅耳公式）进行了对比研究。研究结果表明:激光入射角处于[0,0.6]rad范围内,试验值相对理论值的误差处于12%以下;激光入射角介于（0.6,1.3]rad时,材料的激光吸收率理论值与试验值之间误差处于20%以下;激光入射角介于（1.3,/2）rad时,材料的激光吸收率理论值与试验值之间误差处于15%以下。主要是因为随着激光入射角的增大,部分激光被材料反射到空气中,导致材料没有吸收激光并进行能量转化。（3）通过研究分析激光在非垂直切割时材料表面的线能量分布,建立了激光非垂直切割能量分布模型,进而求解阈值能量方程,并对切缝宽度和热影响区宽度随激光线能量值、激光入射角和离焦量的变化规律进行了深入研究。研究结果表明:PET薄膜的切缝宽度值、热影响区宽度值主要受激光输入线能量值、入射角和离焦量影响。在入射角[-57.3°,57.3°],离焦量[-15mm,15mm]范围内,切缝宽度值、热影响区宽度值变化平缓;当入射角超过[-57.3°,57.3°]范围时,随入射角的增大,切缝宽度值、热影响区宽度值则急剧增大。（4）基于激光非垂直切割能量分布理论模型,搭建激光非垂直切割PET薄膜试验平台,采用基恩士VHX-600E数码显微镜测量切缝宽度和热影响区宽度,与模型预测值进行对比研究。研究结果表明:激光入射角α在[0,π/3）rad、离焦量L在[-15,15]mm、Pv在[0.47,9.6]J/mm模型预测值与试验值符合的很好,模型预测值与试验值误差处于10%以下。