關於三維雷射切割的簡單剖析

2020-11-22 電子發燒友

關於三維雷射切割的簡單剖析

電子發燒友 發表於 2018-12-05 08:46:26

三維雷射切割的工作機理

雷射切割是利用高功率密度的雷射束掃描過材料表面，在極短時間內將材料加熱到幾千至上萬攝氏度，使材料熔化或氣化，再用高壓氣體將熔化或氣化物質從切縫中吹走，達到切割材料的目的。

三維雷射切割的工作機理相對於二維雷射切割，三維雷射切割需不停地調整雷射切割頭姿勢， 以保證雷射切割頭始終與工件表面垂直， 從而獲得優良的切割質量。在實際生產中，三維雷射切割程序編制需先對零件三維建模，然後導入三維編程系統生路徑，並需要根據零件特徵、工裝特徵進行手工調整，以避免切割頭發生碰撞，操作複雜，工作量較大。由於三維雷射切割機的切割頭配有電容式傳感器，能自動適應零件形狀，始終和零件保持一定距離進行切割，因此在零件曲面變化不劇烈的情況下，僅使用三維雷射切割機的二維編程系統即可滿足生產需要。

三維雷射切割的應用範圍

三維雷射切割廣泛應用於鈑金加工、金屬加工、廣告製作、廚具、汽車、燈具、鋸片、升降電梯、金屬工藝品、紡織機械、糧食機械、眼鏡製作、航空航天、醫療器械、儀器儀表等行業。特別是在鈑金加工行業中已取代傳統加工方式，深受行業用戶的青睞。

可加工的材料：不鏽鋼、碳鋼、合金鋼、矽鋼、彈簧鋼、鋁、鋁合金、鍍鋅板、鍍鋁鋅版、酸洗板、銅、銀、金、鈦等金屬板材及管材切割。

在鋁合金動車組製造中的應用。三維雷射切割主要應用於鋁合金動車組司機室蒙皮的切割套料。司機室蒙皮為空間曲面結構的鋁合金薄板件，特別適合使用三維雷射進行切割。在成形後，使用三維雷射切割進行套料，相比使用帶鋸機進行劃線鋸切，三維雷射切割的生產效率、切割精度明顯更高。

在不鏽鋼地鐵製造中的應用。三維雷射切割主要應用於不鏽鋼地鐵門上橫梁、端門立柱、內層筋板等的眼孔及缺口加工，盲窗筋板的套料。

部分模具擠壓成形的零件，因落料模具的設計製造成本較高、製造周期長、落料質量不佳等原因，需選用三維雷射進行套料、眼孔加工。

三維雷射切割的優缺點

經生產實踐證明，三維雷射切割具有以下優點：①柔性好，能適應不同形狀工件的切割加工。②精度高，能滿足鋁合金動車組、不鏽鋼地鐵等產品的製造精度。③經濟效益高，可以取代傳統製造工藝的修邊模和衝孔模，其工藝步驟簡單、製造周期短、切割速度快、切縫寬度小、加工質量高，可以大幅度降低成本，縮短新車型的研發周期，具有良好的經濟價值和應用前景。

三維雷射切割發展趨勢

1.伴隨著雷射器向大功率發展以及採用高性能的CNC及伺服系統，使用高功率的雷射切割可獲得高的加工速度，同時減小熱影響區和熱畸變；所能夠切割的材料板厚也格進一步地提高。

2.根據雷射切割工藝參數的影響情況，改進加工工藝

3.雷射切割將向高度自動化、智能化方向發展。將CAD/CAPP/CAM［4］以及人工智慧運用於雷射切割，研製出高度自動化的多功能雷射加工系統。

4.向多功能的雷射加工中心發展，將雷射切割、雷射焊接以及熱處理等各道工序後的質量反饋集成在一起，充分發揮雷射加工的整體優勢。

5.隨著Internet和WEB技術的發展，建立基於WEB的網絡資料庫，採用模糊推理機制和人工神經網絡來自動確定雷射切割工藝參數，並且能夠遠程異地訪問和控別雷射切割過程成了不可避免的趨勢。

6.三維高精度大型數控雷射切割機及其切割工藝技術，為了滿足汽車和航空等工業的立體工件切割的需要，三維雷射切割機正向高效率、高精度、多功能和高適應性方向發展。

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