三維激光切割的工作機理
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,達到切割材料的目的。
與二維激光切割相比,三維激光切割的工作機制,三維激光切割需要不斷調(diào)整激光切割頭的姿勢,以確保激光切割頭始終垂直于工件表面,從而獲得優(yōu)良的切割質(zhì)量。在實際生產(chǎn)中,三維激光切割程序需要根據(jù)零件的特點,對零件進行三維建模,然后導(dǎo)入三維編程系統(tǒng)的原始路徑.手動調(diào)整工具特性,避免切割頭碰撞,操作復(fù)雜,工作量大。由于三維激光切割機的切割頭配備了電容式傳感器,可以自動適應(yīng)零件的形狀,并且總是與零件保持一定的距離,因此只有三維激光切割機的二維編程系統(tǒng)才能滿足生產(chǎn)需求。
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.紡織機械.糧食機械.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)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的加工方式,深受行業(yè)用戶的青睞。
可加工材料: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.切割鈦等金屬板材及管材。
在鋁合金動車組制造中的應(yīng)用。三維激光切割主要用于鋁合金動車組駕駛室的蒙皮切割套材料。駕駛室蒙皮是一種具有空間表面結(jié)構(gòu)的鋁合金薄板,特別適合使用三維激光進行切割。成型后,采用三維激光切割進行包裝,三維激光切割的生產(chǎn)效率.切割精度明顯較高。
應(yīng)用于不銹鋼地鐵制造。三維激光切割主要用于不銹鋼地鐵門上的橫梁.端門立柱.內(nèi)筋板等眼孔及縫隙加工,盲窗筋板套料。
由于落料模具的設(shè)計和制造成本較高,部分模具擠壓成型的零件.制造周期長.由于落料質(zhì)量差,需要選擇三維激光進行套料.眼孔加工。
三維激光切割的優(yōu)缺點
生產(chǎn)實踐證明,三維激光切割具有以下優(yōu)點:
①靈活性好,能適應(yīng)不同形狀工件的切割加工。
②精度高,能滿足鋁合金動車組的要求.不銹鋼地鐵等產(chǎn)品的制造精度。
③經(jīng)濟效益高,可以取代傳統(tǒng)制造工藝的修邊模和沖孔模,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,可大大降低成本,縮短新車型的研發(fā)周期,具有良好的經(jīng)濟價值和應(yīng)用前景。
三維激光切割發(fā)展趨勢
1.隨著激光器向高功率發(fā)展,并采用高性能CNC而伺服系統(tǒng),采用大功率激光切割可以獲得較高的加工速度,同時減少熱影響區(qū)和熱失真;可以切割的材料板的厚度也進一步增加。
2.根據(jù)激光切割工藝參數(shù)的影響,改進加工工藝
3.激光切割將高度自動化.智能化方向發(fā)展CAD/CAPP/CAM[4]并利用人工智能進行激光切割,開發(fā)出高度自動化的多功能激光加工系統(tǒng)。
4.向多功能激光加工中心發(fā)展,切割激光.將激光焊接質(zhì)量反饋,如激光焊接和熱處理在一起,充分發(fā)揮激光加工的整體優(yōu)勢。
5.隨著Internet和WEB基于技術(shù)的發(fā)展WEB在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中,激光切割工藝參數(shù)采用模糊推理機制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動確定,遠程訪問和控制激光切割工藝已成為不可避免的趨勢。
6.三維高精度大型數(shù)控激光切割機及其切割技術(shù),為滿足汽車、航空等行業(yè)三維工件切割的需要,三維激光切割機正向高效.高精度.發(fā)展多功能、高適應(yīng)性。