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大功率切/焊加工

激光三维切割与二维切割相比的特点及优势分析

2012-03-08 返回列表

       我国对二维激光切割技术的研究较早,但由于种种原因,三维切割技术无论理论研究还是实际应用,都远落后于发达国家,亟需走从国外引进技术和自主研发相结合之道路来改变这一现状。

  1979年问世的三维激光切割机,只能进行汽车内饰件的切割,而无法加工金属冲压件。1982年,Prima工业公司创造性地将电容式传感器集成到三维激光切割设备中,使机床可以自动适应冲压件弹性变形造成的误差,从而使三维激光切割技术真正成为汽车车身加工的一种新的精密、灵活的加工手段,广泛应用于汽车、航天航空工业、工程机械、模具、健身器材、钣金加工等制造领域。

 

  三维激光切割最大的特点就是柔性高,尤其适合小批量的三维钣金材料的切割。其高柔性主要表现在两个方面: 

      1)对材料的适应性强,激光切割机通过数控程序基本上可以切割任意板材;

      2)加工路径由程序控制,如果加工对象发生变化,只须修改程序即可。这一点在零件修边、切孔时体现得尤为明显,因为修边模、冲孔模对于其他不同零件的加工无能为力,而且模具的成本高,所以目前三维激光切割有取代修边模、冲孔模的趋势。一般来说三维机械加工的夹具设计及其使用比较复杂,但激光加工时对被加工板材不施加机械加工力,这使得夹具制作变得很简单。此外,一台激光设备如果配套不同的硬件和软件,就可以实现多种功能。总之,在实际生产中,三维激光切割在提高产品质量、生产效率,缩短产品开发周期、降低劳动强度、节省原材料等方面优势明显。因此,尽管设备成本高、一次性投资大,国内还是有很多汽车、飞机生产厂家购进了三维激光加工机,部分高校也购进了相应设备进行科研,三维激光技术势必在我国制造业中发挥着越来越大的作用。

 

     与传统的板材切割方法相比,激光切割具有自己独特的优势,主要表现在:

     (1)切割精度高、质量好,切口宽度小,热影响区小,切口光洁;

     (2)切割速度快,加工效率高;

     (3)激光加工是一种非接触式加工,没有机械加工力,不变形,也不存在噪音、油污、加工屑等污染问题,是一种绿色加工;

     (4)材料适应性高,几乎可以切割任何金属和非金属材料。

 

       三维激光切割比二维切割有着更高的柔性,更智能化,不仅能够切割二维板材,对于复杂的三维零件,理沦上讲,只要厚度合适,都可以采用激光切割。

     激光切割应用最广泛的领域是汽车车身设计及制造,主要用来开发新车型、在线切割、变形车生产,例如切割样车零件,车身覆盖件的切孔、修边,切割方向盘孔、车身挡风板、车顶盖支架孔、安全气囊部件、液压成型部件等。BMW、奔驰、Fiat、Volvo、大众、日产等公司都拥有用于车身加工的五轴激光加工机。三维激光切割在车身装配后的加工也十分有用,例如开行李架同定孔、顶盖滑轨孔、天线安装孔、修改车轮挡泥板形状等。在航天航空中,该技术主要用来对已成形的不锈钢、英科乃尔(Inconel)合金、钛和铝材的飞机零件进行打孔、切割和修整。

  激光三维切割技术还广泛应用在模具制造、雕刻、石油工业等行业之中。在印刷行业中,激光雕刻切割机利用激光的高能量性和高效率性,通过程序控制对橡胶版进行烧蚀,制造出的印刷版不仅成本低,而且雕刻精细,质量很高;利用激光的高能量特性对刀模板进行深度烧蚀,可以制造出各种高精度的刀模来。在模具制造领域,可以用于加工模具、试模、制造模具。由模具CAD和激光切割相结合能够完成模具内部的复杂结构制造,如深孔、型孔、中空体以及复杂的冷却水道;用激光精细切割薄钢板,然后将其叠加成凹模或凸模。在石油工业中,用该技术来加工割缝筛管。

 

       目前三维激光切割技术主要掌握在国际上少数几家企业,华工激光法利莱作为世界激光切割焊接技术领先企业和激光技术应用国家代表队,多年来一直致力于激光三维切割技术的应用研发。法利莱最新推出的三维光纤激光切割机,通过龙门固定倒挂机器人或立式固定机器人底座、光纤激光器柔性传输高品质的激光到切割头、独立开发的PLC集成控制机器人、激光器等部件对汽车三维零件进行异形加工。

       法利莱三维激光切割机打破了国外对这块市场的垄断,取得了重大的技术突破,填补了国内空白。它代替了传统的加工方式,降低了模具投资,大大缩短了汽车制造商和零部件配套商的开发周期,提高加工效率和切割工件的精度,降低了生产成本,是汽车制造商和零部件配套商提高竞争力的有力工具,因此受到市场的极大推崇。

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