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三維激光切割機

 

 

 

 

數控三維激光切割機的原理                                                                                        

 

      在激光束能量作用下（在氧助切割機制下，還要加上噴氧氣與到達燃點的金屬發生放熱反應放出的熱量），材料表面被迅速（感應範圍內）加熱到几千乃至上萬度而熔化或汽化，隨着汽化物逸出和熔融物體被輔助高壓氣體（氧氣或氮氣等）吹走，切縫產生。在切割實際操作中有氧割和氮割之分，在保持同樣切割精度前提下，氧割熱量大、速度快，但是切邊有褐色、薄氧化層；氮氣需要用高壓氮氣，速度慢、成本高，但切邊無氧化、呈銀灰色，可以直接進行焊接，常用來切割要求較高的不鏽鋼一類材料。
　　三維激光切割機加工技術在現代模具製造中的優勢激光加工已成為現代汽車製造不可或缺的技術，代替傳統的手工切割+沖裁模製造方式已成為國際上大力發展的一項先進技術。
　　眾所週知，在模具的製作過程中，修邊、沖孔工序一直是模具製造過程中的難點，特別是一些結構複雜的斜切、斜沖、斜翻等大型汽車模具。修邊線的確定如果採用傳統的製作方式十分困難，且需反反復復摸索幾次甚至十多次，給鉗工、加工設備帶來了極大的工作量。不但對鉗工的技能水平提出了較高的要求，而且會嚴重地影響后工序模具的調試。且現實中有很多修邊、沖孔模的切刃材質從成本上考慮採用了合金鋼，如Cr12、Cr12MoV等。如果採用傳統的修邊模製作方法，就難免會對刃口進行多次堆焊。由於諸如上面的材料在進行多次堆焊的過程中，容易開裂而致使鑲件報廢，不得不重新補料再加工。這樣，不但週期會被滯后，而且模具的製作成本也會大幅增加。
　　如果採用數控三維激光切割機，對於開發汽車零件，等拉延模樣件試模成功后，就可以用激光切割來替代修邊、沖孔工序，把切割所得的樣件直接用於下一道翻邊工序進行試模，把所得的最終樣件與檢具進行比較，如果有差異，通過計算機對上次的修邊線進行修整再次切割，直至成功。
　　整個過程節省了兩道工序，完全改變了傳統的單線串行製作方式，很大程度上縮短了工藝流程和降低了模具製作成本。基於三維激光切割機加工技術在現代模具製作的過程中有着這樣明顯的優勢，因此，倍受很多模具企業的青睞，並得到了廣氾、成功的應用。

無錫創科源激光是一家專業生產激光切割機、光纖激光切割機、三維激光切割機、平面激光切割機、金屬激光切割機、不鏽鋼激光切割機、固體激光切割機、激光焊接機等20多種工業激光產品的公司，廣氾應用於鈑金加工、金屬加工、廣告製作、廚具、汽車、燈具、鋸片、昇降電梯、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。 

   光纖激光切割技術是近幾年高速發展的激光技術，相比傳統激光，具有更好的切割質量，更低的系統造價，更長的使用壽命和更低的維護費用，更低的耗電。關鍵是光纖激光器的激光可以通過光纖傳輸，方便與工業機器人連接，實現柔性加工。 

 

激光切割機優勢                                                                     

 

      傳統的切割工藝手段有火焰切割，等離子切割，水刀切割和線切割和沖床加工等等，激光切割作為近年新興的工藝手段，是把能量密度很高的激光束照射到待加工工件上，使局部受熱熔化，然後利用高壓氣體吹去熔渣形成切縫，激光切割具有如下優勢。

 

1. 割縫窄，精度高，割縫粗糙度好，切割后無需后道工序的再處理。

 

2. 激光加工系統本身是一套計算機系統，可以方便的編排、修改，適合個性化加工，特別是對一些輪廓形狀複雜的鈑金件，批次較多批量不大，產品生命週期不長，從技術，經濟成本和時間角度來衡量，製造模具不划算，激光切割尤具優勢。

 

3. 激光加工的能量密度很大，作用時間短，熱影響區小，熱變形小，熱應力小，加上激光為非機械接觸加工，對工件沒有機械應力作用，適合於精密加工。

 

4. 激光的高能量密度足以熔化任何金屬，特別適合於加工一些高硬度、高脆性、高熔點的其他工藝手段難以加工的材料。

 

5. 加工成本低廉。設備的一次性投資較貴，但連續的、大量的加工最終使每個零件的加工成本降低下來。

 

6. 激光為非接觸加工，慣性小，加工速度快，配合數控系統的CAD/CAM的軟件編程，省時方便，整體效率很高。

 

7. 激光的自動化程度高，可以全封閉加工，無污染，噪聲小，極大的改善了操作人員的工作環境。

 

 激光切割速度與切割效果                                                           

 

   激光切割過程中添加與被切材料相適合的輔助汽體。鋼切割時利用氧作為輔助汽體與熔融金屬產生放熱化學反應氧化材料，同時幫助吹走割縫內的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣，棉、紙等易燃材料切割使用惰性汽體。進入噴嘴的輔助汽體還能冷卻聚焦透鏡，防止煙塵進入透鏡座內污染鏡片並導致鏡片過熱。

　 激光切割無毛刺、皺折、精度高，優于等離子切割。對許多機電製造行業來說，由於微機程序控制的現代激光切割系統能方便切割不同形狀與尺寸的工件，它往往比沖切、模壓工藝更被優先選用；儘管激光切割的加工速度還慢于模沖，但它沒有模具消耗，無須修理模具，還節約更換模具時間，從而節省了加工費用，降低了生產成本，所以從總體上考慮是更合算的。

 

   數控激光切割機在切割時切割速度的選擇其實也很重要，最佳切割速度範圍可按照設備說明選定或用試驗來確定，由於材料的厚薄度，材質不同，熔點高低，熱導率大小以及熔化后的表面張力等因素，切割速度也相應的變化。

主要表現：

　　1、切割速度適度地提高能改善切口質量，即切口略有變窄，切口表面更平整，同時可減小變形。

　　2、切割速度過快使得切割的線能量低於所需的量值，切縫中射流不能快速將熔化的切割熔體立即吹掉而形成較大的后拖量，伴隨着切口挂渣，切口表面質量下降。

　　3、當切割速度太低時，由於切割處是等離子弧的陽極，為了維持電弧自身的穩定，陽極斑點或陽極區必然要在離電弧最近的切縫附近找到傳導電流地方，同時會向射流的徑向傳遞更多的熱量，因此使切口變寬，切口兩側熔融的材料在底緣聚集並凝固，形成不易清理的挂渣，而且切口上緣因加熱熔化過多而形成圓角。

　　4、當速度極低時，由於切口過寬，電弧甚至會熄滅。由此可見，良好的切割質量與切割速度是分不開的。

 

 

數控三維激光切割機參數配置表                                                                 

 

產品型號 CFFP--200 CFFP--300 CFFP--400 CFFP--500 CFFP--1000

功率(W) 200 300 400 500 1000

 

切割速度

(m/min) 1mm 5 7 10 12 15

1.5mm 3 4 6 7 13

2mm 1.2 2.5 4 4.5 10

3mm 0.8 1.5 2.5 3.2 5

4mm 0.6 1.2 1.5 3

5mm 0.7 1 2

6mm 0.4 0.7 1.6

10mm 0.8

   注：1、此表格中所有速度均是實際工作中切割效果較好的數據而非極限切割速度，使用氣體均為氧氣。

 

創科源激光三維切割機                                                  

 

系統耗電：<6KW（根據選配激光器功率大小而異）
零星耗材：<0.5元/小時（包括高功率激光器水冷系統的濾芯、切割頭氣嘴和切割頭保護鏡片）
吹氣費用：<15元/小時（以用純氧輔助切割2MM內碳鋼為例）

性能指標:
激光功率:200W/300W/400W/500W/1000（根據工件材質和料厚可選）
激光波長:1064NM
工作區域:半徑1米/2米的半球形工作區間（可以根據用戶需求定做），對二維切割幅面可達3M×1.5M
 （選配半徑2米機械手）
切割速度:0-12米/分鐘（根據功率大小和工件材質與厚度可調）
供電電源:三相交流380V
用電功率: <6KW（根據選配激光器功率大小而定）
冷卻方式:風冷/水冷（根據選配激光器功率大小而定）
切割頭焦距：3/5英吋（根據工件厚度可選）
機械手重複定位精度：±0.1MM
機械手保護等級：IP65
系統使用壽命：十萬小時
系統保修:2年

 

創科源三維切割系統的六大技術優勢：                                    
1.切割速度快，為同類產品的兩倍。典型參數為0.8MM厚碳鋼用200W激光器，直線切割速度可達10米 /分鐘。
2.切割精度高。系統重複定位精度高達±100uM，完全可滿足汽車鈑金覆蓋件行業的需求。
3.可切割直徑小至2MM的小圓，切割效果圓滑美觀，目測無形變和毛刺。單個小圓切割時間可控制在2秒內。
4.選配臂長2.05米的機械手，除了實現直徑達3米的半球形三維加工區域外，還可實現3米×1.5米的二維平面切割。實現二三維切割的合二為一，在標準坯材上開料，結合我公司自行開發免費配送的二維軟件，具有排料和路徑優化等功能，真正適合鈑金行業的初始投資。
5. 根據實際需要選配離線編程軟件，可讀取UG,SOLIDWORK等三維作圖軟件導出的vda,igs,x_t,sldprt,prt,stp,ipt,par等格式的數模，修改后直接生成切割軌跡，代替人工示教，簡單易用。
6. 工業控制理念，模塊化設計，全系統的防護等級為IP55,機械手防護等級更是高達IP65，系統集成度高，故障少，抗衝擊振動，抗灰塵，無須光學調整或維護，真正適合於工業加工領域的應用。

 

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