歷時一個世紀 激光技術厚積薄發

那么，激光切割為什么這么牛？先來科普一下與激光切割技術有關的一些起源和原理。激光技術是二十世紀與原子能、半導體及計算機齊名的四項重大發明之一，被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”。但該技術直到二十一世紀才突破原有的技術瓶頸，同時通過激光技術與先進裝備兩者結合，推動了先進裝備制造業的發展。激光技術的應用目前已經滲透到金屬加工、鋼鐵、航空航天、汽車制造、醫療設備等各個產業領域。

 

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，蒸發形成孔洞，隨著光束對材料的移動，孔洞連續形成寬度很窄的（如0.1mm左右）切縫，完成對材料的切割——這就是激光切割（Laser Cutting）。激光切割具有高效，高能量密度及柔軟性，無論是從精度、速度還是效率方面說，是鈑金切割行業不二的選擇。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，可進行微細和精密加工，如微細窄縫和微型孔的加工。此外其加工時不需用刀具，屬于非接觸加工，無機械加工變形。一些傳統難切割或者切割質量不高的板材，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的地位。

 

近年來，激光切割技術正逐漸成為了各廠家們“爭相斗艷”的看家本領，而其由于應用之廣，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。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。

 

用激光來對不銹鋼進行切割時，大多會采用高壓氮氣與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形成任何的氧化物。這是一個很好的方法，但是與傳統的氧氣切割相比成本更高。能夠替代純氮的一個方法是使用過濾后的車間壓縮空氣，它由78%的氮氣組成。在激光切割中使用過濾后的壓縮空氣比使用氧氣或氮氣的速度更快——一般為300ipm到320ipm，雖然需要對一些設備、過濾、壓縮空氣進行一定的初始投資，但是其長期的成本相對于“傳統”的輔助氣體成本來講還是較低的。激光能源現在正處于一個焦點的位置，并且使用壓縮空氣能夠在金屬的表面產生等離子體球，其效果類似于使用電力的數控等離子切割機所產生的切割效果。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也能達到與使用氧或氮氣進行組件切割相同的邊緣質量。切割的邊緣需要足夠地清潔才能使得大多數的粉末涂料能附著上去，不需要再進行二次清洗。在第一次選擇使用壓縮空氣進行輔助激光切割時，諧振器的大小是一個重大的限制。然而現在高瓦數激光切割機——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甚至可以切割厚度最高達到3/8英寸(約9.5mm)的材料。

 

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

 

這個驚人的發現改變了位于密蘇里州的巴爾米拉（Palmyra）的道爾公司（Doyle）已有50年歷史的產品及組件的制造方法，通過辛辛那提公司（Cincinnati Inc.）的一臺CL-940光纖激光切割機就縮短了90%以上的加工時間，同時對氮氣的使用只相當于原來的一小部分成本的空氣輔助氣體進行切割的光纖激光系統呢。“新的光纖激光切割機改變了游戲的規則，改變了我們對于產品制造的思維方式。”道爾公司的負責人說道。

 

激光切割前沿技術盡在慕尼黑上海光博會

的確，激光技術正在不斷給我們帶來驚喜及革新業界束縛多年的制造方式。2016年3月15-17日，激光制造業的各路英雄們將齊聚慕尼黑上海光博會，這個每年一度的激光界盛會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的展商，先來一睹他們的風采。

 

近年業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，光纖傳輸，柔性加工，滿足多種加工需求。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到40m/nin。HCF3015I系列配有交換式雙工作臺，切割裝卸同時進行，工作臺上配有滾珠便于板材移動；粗定位裝置配合夾鉗能對板材定位，同時防止移動，加工精度高廢料少。

 

而說到激光切割，也自然少不了國內的知名激光巨頭——大族激光。在前不久的一則消息中稱，大族激光下一步計劃在光源制造、高功率切割焊接、工業機器人、機器人基礎原器件研發等領域上進行新的技術創新布局，足見其的宏圖大志。在鈑金切割領域，大族G3015F光纖激光切割機也聲名顯赫，是大族激光國內首創、達到國際領先水平的一款成熟產品，成功斬獲多項行業大獎。G3015F利用光纖傳輸、柔性加工，可實現任何形狀的高質量切割，并適于切割銅、鋁等高反材料。該系列產品具備強大的切割能力、“飛一般”的切割速度、極低的運行成本、優異的穩定性、高質量的加工以及強大的適應能力等無可比擬的優勢。 其中，1mm不銹鋼切割速度40m/min，0.5mm不銹鋼切割速度則高達100m/min。

 

能讓加工“飛”起來的激光切割機背后，隱形英雄——激光器的重要性不言而喻。最大功率10000 W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構，且氣體激光起振器所有承受熱負荷的部件始終保持溫度穩定，從而使 TruFlow 系列激光器具備優異的熱力學穩定性和機械穩定性。歷經數十年的發展歷史，該系列激光器能使用戶得到隨時可重現、高質量的加工結果。

 

精彩還有很多，歡迎您在明年春暖花開時，來到美麗的上海，來到亞洲最大的激光、光學、光電行業盛會——慕尼黑上海光博會以國際化的視角呈現光電行業的全方位產品內容，專為滿足中國市場的獨特需求。

 

2016年3月15-17日，上海，我們與春光有一場約會！

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本屆展會誠摯邀請來自汽車、電子、金屬加工三大終端行業的用戶，見證激光加工發展、共話產業前景，更有精彩掌上活動不停，敬請關注。

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