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三維激光切割原理與趨勢(shì)

發(fā)布時(shí)間: 2022-03-10 作者:admin 分享到:
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三維激光切割原理與趨勢(shì)

激光切割是利用高功率密度的激光束掃描過材料表面,在極短時(shí)間內(nèi)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(zhì)從切縫中吹走,達(dá)到切割材料的目的。

三維激光切割的工作機(jī)理相對(duì)于二維激光切割,三維激光切割需不停地調(diào)整激光切割頭姿勢(shì), 以保證激光切割頭始終與工件表面垂直, 從而獲得優(yōu)良的切割質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)中,三維激光切割程序編制需先對(duì)零件三維建模,然后導(dǎo)入三維編程系統(tǒng)生路徑,并需要根據(jù)零件特征、工裝特征進(jìn)行手工調(diào)整,以避免切割頭發(fā)生碰撞,操作復(fù)雜,工作量較大。由于三維激光切割機(jī)的切割頭配有電容式傳感器,能自動(dòng)適應(yīng)零件形狀,始終和零件保持一定距離進(jìn)行切割,因此在零件曲面變化不劇烈的情況下,僅使用三維激光切割機(jī)的二維編程系統(tǒng)即可滿足生產(chǎn)需要。

三維激光切割的應(yīng)用范圍

三維激光切割廣泛應(yīng)用于鈑金加工、金屬加工、廣告制作、廚具、汽車、燈具、鋸片、升降電梯、金屬工藝品、紡織機(jī)械、糧食機(jī)械、眼鏡制作、航空航天、醫(yī)療器械、儀器儀表等行業(yè)。特別是在鈑金加工行業(yè)中已取代傳統(tǒng)加工方式,深受行業(yè)用戶的青睞。

可加工的材料:不銹鋼、碳鋼、合金鋼、硅鋼、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(dòng)車組制造中的應(yīng)用。三維激光切割主要應(yīng)用于鋁合金動(dòng)車組司機(jī)室蒙皮的切割套料。司機(jī)室蒙皮為空間曲面結(jié)構(gòu)的鋁合金薄板件,特別適合使用三維激光進(jìn)行切割。在成形后,使用三維激光切割進(jìn)行套料,相比使用帶鋸機(jī)進(jìn)行劃線鋸切,三維激光切割的生產(chǎn)效率、切割精度明顯更高。

在不銹鋼地鐵制造中的應(yīng)用。三維激光切割主要應(yīng)用于不銹鋼地鐵門上橫梁、端門立柱、內(nèi)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(shè)計(jì)制造成本較高、制造周期長、落料質(zhì)量不佳等原因,需選用三維激光進(jìn)行套料、眼孔加工。

激光切割

激光切割

三維激光切割的優(yōu)缺點(diǎn)

經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明,三維激光切割具有以下優(yōu)點(diǎn):

①柔性好,能適應(yīng)不同形狀工件的切割加工。

②精度高,能滿足鋁合金動(dòng)車組、不銹鋼地鐵等產(chǎn)品的制造精度。

③經(jīng)濟(jì)效益高,可以取代傳統(tǒng)制造工藝的修邊模和沖孔模,其工藝步驟簡單、制造周期短、切割速度快、切縫寬度小、加工質(zhì)量高,可以大幅度降低成本,縮短新車型的研發(fā)周期,具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用前景。

三維激光切割發(fā)展趨勢(shì)

1.伴隨著激光器向大功率發(fā)展以及采用高性能的CNC及伺服系統(tǒng),使用高功率的激光切割可獲得高的加工速度,同時(shí)減小熱影響區(qū)和熱畸變;所能夠切割的材料板厚也格進(jìn)一步地提高。

2.根據(jù)激光切割工藝參數(shù)的影響情況,改進(jìn)加工工藝

3.激光切割將向高度自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。將CAD/CAPP/CAM[4]以及人工智能運(yùn)用于激光切割,研制出高度自動(dòng)化的多功能激光加工系統(tǒng)。

4.向多功能的激光加工中心發(fā)展,將激光切割、激光焊接以及熱處理等各道工序后的質(zhì)量反饋集成在一起,充分發(fā)揮激光加工的整體優(yōu)勢(shì)。

5.隨著Internet和WEB技術(shù)的發(fā)展,建立基于WEB的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫,采用模糊推理機(jī)制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來自動(dòng)確定激光切割工藝參數(shù),并且能夠遠(yuǎn)程異地訪問和控別激光切割過程成了不可避免的趨勢(shì)。

6.三維高精度大型數(shù)控激光切割機(jī)及其切割工藝技術(shù),為了滿足汽車和航空等工業(yè)的立體工件切割的需要,三維激光切割機(jī)正向高效率、高精度、多功能和高適應(yīng)性方向發(fā)展。

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