鈑金加工中不得不提的激光切割技術(shù)

　　占據(jù)金屬加工三分之一天下的鈑金加工，其應(yīng)用領(lǐng)域之廣，幾乎出現(xiàn)在各行各業(yè)。如果細(xì)數(shù)鈑金（金屬薄板厚度在6mm以下）的切割工藝，不外乎激光切割、等離子切割、火焰切割、剪板機(jī)、沖壓等。這中間，激光切割是最近幾年興起并得到蓬勃發(fā)展的，在金屬板材切割領(lǐng)域，從微米級(jí)的超薄板到數(shù)十毫米的厚板，都可以進(jìn)行完美有效的切割。從某種意義上說(shuō)，激光切割機(jī)為鈑金加工帶來(lái)了一次工藝革命。相對(duì)于傳統(tǒng)切割方式中，激光切割更易懂、易學(xué)，并在商家需求的加工效果、速度方面都有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，因此相信在未來(lái)的切割方式選擇中，激光切割機(jī)將乃大勢(shì)所趨。

　　歷時(shí)一個(gè)世紀(jì)激光技術(shù)厚積薄發(fā)

　　那么，激光切割為什么這么牛？先來(lái)科普一下與激光切割技術(shù)有關(guān)的一些起源和原理。激光技術(shù)是二十世紀(jì)與原子能、半導(dǎo)體及計(jì)算機(jī)齊名的四項(xiàng)重大發(fā)明之一，被稱(chēng)為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”。但該技術(shù)直到二十一世紀(jì)才突破原有的技術(shù)瓶頸，同時(shí)通過(guò)激光技術(shù)與先進(jìn)裝備兩者結(jié)合，推動(dòng)了先進(jìn)裝備制造業(yè)的發(fā)展。激光技術(shù)的應(yīng)用目前已經(jīng)滲透到金屬加工、鋼鐵、航空航天、汽車(chē)制造、醫(yī)療設(shè)備等各個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

　　利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束對(duì)材料的移動(dòng)，孔洞連續(xù)形成寬度很窄的（如0.1mm左右）切縫，完成對(duì)材料的切割——這就是激光切割（LaserCutting）。激光切割具有高效，高能量密度及柔軟性，無(wú)論是從精度、速度還是效率方面說(shuō)，是鈑金切割行業(yè)不二的選擇。作為一種精密的加工方法，激光切割幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。激光能聚焦成極小的光斑，可進(jìn)行微細(xì)和精密加工，如微細(xì)窄縫和微型孔的加工。此外其加工時(shí)不需用刀具，屬于非接觸加工，無(wú)機(jī)械加工變形。一些傳統(tǒng)難切割或者切割質(zhì)量不高的板材，遇到了激光切割之后難題可謂迎刃而解，特別是一些碳鋼板的切割上，激光切割更是有著不可撼動(dòng)的地位。

　　近年來(lái)，激光切割技術(shù)正逐漸成為了各廠家們“爭(zhēng)相斗艷”的看家本領(lǐng)，而其由于應(yīng)用之廣，又可分為：激光汽化切割、激光熔化融切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類(lèi)。其中值得一提的是，激光熔化\融切割可以切割所有可熔化的材料，例如金屬。

　　用激光來(lái)對(duì)不銹鋼進(jìn)行切割時(shí)，大多會(huì)采用高壓氮?dú)馀c激光束同軸注入的方法以吹走熔融的金屬而使得切割表面不會(huì)形成任何的氧化物。這是一個(gè)很好的方法，但是與傳統(tǒng)的氧氣切割相比成本更高。能夠替代純氮的一個(gè)方法是使用過(guò)濾后的車(chē)間壓縮空氣，它由78%的氮?dú)饨M成。在激光切割中使用過(guò)濾后的壓縮空氣比使用氧氣或氮?dú)獾乃俣雀?mdash;—一般為300ipm到320ipm，雖然需要對(duì)一些設(shè)備、過(guò)濾、壓縮空氣進(jìn)行一定的初始投資，但是其長(zhǎng)期的成本相對(duì)于“傳統(tǒng)”的輔助氣體成本來(lái)講還是較低的。激光能源現(xiàn)在正處于一個(gè)焦點(diǎn)的位置，并且使用壓縮空氣能夠在金屬的表面產(chǎn)生等離子體球，其效果類(lèi)似于使用電力的數(shù)控等離子切割機(jī)所產(chǎn)生的切割效果。等離子體傳輸熱量的效果比光線更有效。

　　壓縮空氣輔助切割同時(shí)也能達(dá)到與使用氧或氮?dú)膺M(jìn)行組件切割相同的邊緣質(zhì)量。切割的邊緣需要足夠地清潔才能使得大多數(shù)的粉末涂料能附著上去，不需要再進(jìn)行二次清洗。在第一次選擇使用壓縮空氣進(jìn)行輔助激光切割時(shí)，諧振器的大小是一個(gè)重大的限制。然而現(xiàn)在高瓦數(shù)激光切割機(jī)——一般為4000W以上——使得空氣輔助成為了切割鋼材、不銹鋼和厚度高達(dá)1/8英寸（約3mm）鋁材的有效方法。具有6000W諧振腔的激光切割機(jī)甚至可以切割厚度最高達(dá)到3/8英寸(約9.5mm)的材料。

　　圖：辛辛那提公司（Cincinnati Inc.）的CL-940光纖激光切割機(jī)縮短了道爾公司（Doyle）組件處理加工的時(shí)間。

　　這個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)改變了位于密蘇里州的巴爾米拉（Palmyra）的道爾公司（Doyle）已有50年歷史的產(chǎn)品及組件的制造方法，通過(guò)辛辛那提公司（Cincinnati Inc.）的一臺(tái)CL-940光纖激光切割機(jī)就縮短了90%以上的加工時(shí)間，同時(shí)對(duì)氮?dú)獾氖褂弥幌喈?dāng)于原來(lái)的一小部分成本的空氣輔助氣體進(jìn)行切割的光纖激光系統(tǒng)呢。“新的光纖激光切割機(jī)改變了游戲的規(guī)則，改變了我們對(duì)于產(chǎn)品制造的思維方式。”道爾公司的負(fù)責(zé)人說(shuō)道。

　　激光切割前沿技術(shù)盡在慕尼黑上海光博會(huì)

　　的確，激光技術(shù)正在不斷給我們帶來(lái)驚喜及革新業(yè)界束縛多年的制造方式。2016年3月15-17日，激光制造業(yè)的各路英雄們將齊聚慕尼黑上海光博會(huì)，這個(gè)每年一度的激光界盛會(huì)又將激起怎樣一番比武？讓我們拭目以待。本期中，小編挑選了在鈑金加割方面頗有建樹(shù)的展商，先來(lái)一睹他們的風(fēng)采。

　　近年業(yè)界迅速竄紅的匯能光電在今年推出的HCF3015I系列光纖激光切割機(jī)，光纖傳輸，柔性加工，滿(mǎn)足多種加工需求。1mm不銹鋼板材最高切割速度22m/min，0.5mm不銹鋼板材最高切割速度可以達(dá)到40m/nin。HCF3015I系列配有交換式雙工作臺(tái)，切割裝卸同時(shí)進(jìn)行，工作臺(tái)上配有滾珠便于板材移動(dòng)；粗定位裝置配合夾鉗能對(duì)板材定位，同時(shí)防止移動(dòng)，加工精度高廢料少。

　　而說(shuō)到激光切割，也自然少不了國(guó)內(nèi)的知名激光巨頭——大族激光。在前不久的一則消息中稱(chēng)，大族激光下一步計(jì)劃在光源制造、高功率切割焊接、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人基礎(chǔ)原器件研發(fā)等領(lǐng)域上進(jìn)行新的技術(shù)創(chuàng)新布局，足見(jiàn)其的宏圖大志。在鈑金切割領(lǐng)域，大族G3015F光纖激光切割機(jī)也聲名顯赫，是大族激光國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平的一款成熟產(chǎn)品，成功斬獲多項(xiàng)行業(yè)大獎(jiǎng)。G3015F利用光纖傳輸、柔性加工，可實(shí)現(xiàn)任何形狀的高質(zhì)量切割，并適于切割銅、鋁等高反材料。該系列產(chǎn)品具備強(qiáng)大的切割能力、“飛一般”的切割速度、極低的運(yùn)行成本、優(yōu)異的穩(wěn)定性、高質(zhì)量的加工以及強(qiáng)大的適應(yīng)能力等無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。其中，1mm不銹鋼切割速度40m/min，0.5mm不銹鋼切割速度則高達(dá)100m/min。

　　能讓加工“飛”起來(lái)的激光切割機(jī)背后，隱形英雄——激光器的重要性不言而喻。最大功率10000W的通快TruFlow系列CO2激光器，就可作用于激光切割，激光焊接及表面加工。具有折疊成正方形的結(jié)構(gòu)，且氣體激光起振器所有承受熱負(fù)荷的部件始終保持溫度穩(wěn)定，從而使TruFlow系列激光器具備優(yōu)異的熱力學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展歷史，該系列激光器能使用戶(hù)得到隨時(shí)可重現(xiàn)、高質(zhì)量的加工結(jié)果。