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从现代激光切割、焊接机的应用领域和用户提出的技术要求来看,激光切割、焊接今后的发展方向无疑是高功率、大幅面、率、一次成型、高智能化。
这里主要阐述的是CO2激光切割机和光纤激光切割机加工的不同之处:
首先,作为主流的传统的激光切割、焊接设备都采用CO2激光器,可以稳定切割20mm以内的碳钢,10mm以内的不锈钢,8mm以下的铝合金。光纤激光器在切割4mm以内的薄板时优势明显,受固体激光波长的影响它在切割厚板时质量较差。激光切割机也不是 的,CO2激光器的波长为10.6um,固体激光器如YAG或光纤激光器的波长为1.06um,前者比较容易被非金属吸收,可以高质量地切割木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料,后者却不易被非金属吸收,故不能切割非金属材料,但两种激光在碰到铜、银、纯铝等高反射材质时都无可奈何。
其次,正是由于CO2和光纤激光两者的波长相差一个数量级,前者是不能用光纤传输的,后者可以用光纤传输,大大增加了加工的柔性化程度。早期在光纤激光器推出市场之前,为了实现三维加工,我们采用光关节技术通过高度精密配合的动态的组合反射镜系统将CO2激光导到三维曲面表面,实现CO2激光的三维加工,这种技术因为国内精密加工技术的限制主要掌握在极少数欧美发达 手里,价格昂贵,维护要求高,在光纤激光的市场份额逐渐扩大的同时已经逐渐失去其市场。而光纤激光由于它可以通过光纤传输,柔性化程度空前提高,特别是针对汽车行业,由于基本上都是1mm左右的薄板曲面加工,光纤激光配合同样柔性化的机器人系统,成本低,故障点少,维护方便,速度奇快,当仁不让地稳稳占领了这块市场。
再次,光纤激光的光电转化率高达25%以上,而CO2激光的光电转化率只有10%左右,在电费消耗、配套冷却系统等方面光纤激光的优势相当明显,要是光纤激光的生产厂家更多一些,价格再合适一点,并解决了厚板切割工艺,CO2激光受到的威胁将会是巨大的。不过,光纤激光作为一种新兴的激光技术,普及程度远远不如CO2激光,其稳定可靠性、售后服务的便利性还有待市场的长期观察。
值得一提的是,根据国际标准,激光危害等级分4级,CO2激光属于危害小的一级,而光纤激光由于波长短对人体由于是眼睛的伤害大,属于危害 的一级,出于考虑,光纤激光加工需要全封闭的环境。
金属激光切割机选型要考虑的因素很多,除了要考虑目前加工工件的 尺寸、材质、需要切割的 厚度以及原材料幅面的大小外,更多的需要考虑未来的发展方向,比如,所做产品的技术改型后要加工的 工件大小、钢材市场所提供材料的幅面针对自己的产品哪种省料,上下料时间等等。
一般来讲,建议20mm以内的碳钢板、10mm以内的不锈钢板及亚克力、木板等非金属材料切割使用激光切割机。
激光切割机是钣金加工的一次工艺革命,是钣金加工中的“加工中心”;激光切割机柔性化程度高,切割速度快,生产效率高,产品生产周期短,为客户赢得了广泛的市场。激光切割机无切削力,加工无变形;无刀具磨损,材料适应性好;不管是简单还是复杂零件,都可以用激光一次精密快速成形切割;其切缝窄,切割质量好、自动化程度高,操作简便,劳动强度低,没有污染;可实现切割自动排样、套料,提高了材料利用率,生产成本低,经济效益好。该技术的有效生命期长,目前在国外超过2毫米厚度的板材大都采用金属激光切割机,许多国外的专家一致认为今后30-40年是激光加工技术发展的黄金时期(是钣金加工发展的方向)。
金属激光切割机特点 切割精度高、稳定性好: 采用精密滚珠丝杠传动机构,优化数控系统控制,可满足精密零件加工, 且动态性能稳定,可持续长时间工作。
切割断面质量好: 采用机械随动切割头系统,切割头随板材高低随动,切割点位置始终保持不变,使切缝平整、光滑,断面无需后序处理,适应平面或曲面板材切割。
切割幅面大、适应切割材料多,应用广泛:可切割幅面在2500mm×1250mm以内金属板材;可加工材料有:普通碳钢、不锈钢、合金钢、铝板、铜板、钛板等。
性价比高: 对于薄板切割可代替CO2激光切割机、数控冲床及剪板机等,其整机成本相当于CO2激光切割机的1/4,数控冲床的1/2。
使用成本低:本激光机采用的是YAG固体激光器,使用主要耗材为电能、冷却水、辅助气 体和激光灯,平均每小时成本在28元左右。
切割速度快、效益高:本机对普通碳钢的 切割速度为2米/分钟,按平均速度1米/分钟,每米8 元钱计算,除去辅助加工时间,平均每小时可创造产值400元左右,净利润可达350元左右。
后续维护费用低廉:本激光机结构简洁,操作方便,激光器运行稳定,维护费用低。
核心技术:
1、激光器光路系统稳定,经上千次振动实验,激光器光路系统稳定不变;
2、机械随动切割头,纯机械传动,稳定抗干扰。
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