激光三維切割與二維切割比較
發(fā)布者：激光切割加工|凱利特 時間：2019/12/11 19:35:32
我國對二維激光切割技術(shù)的研究較早，但由于種種原因，三維切割技術(shù)無論理論研究還是實際應(yīng)用，都遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，亟需走從國外引進(jìn)技術(shù)和自主研發(fā)相結(jié)合之道路來改變這一現(xiàn)狀。
1979年問世的三維激光切割機(jī)，只能進(jìn)行汽車內(nèi)飾件的切割，而無法加工金屬沖壓件。1982年，Prima工業(yè)公司創(chuàng)造性地將電容式傳感器集成到三維激光切割設(shè)備中，使機(jī)床可以自動適應(yīng)沖壓件彈性變形造成的誤差，從而使三維激光切割技術(shù)真正成為汽車車身加工的一種新的精密、靈活的加工手段，廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空工業(yè)、工程機(jī)械、模具、健身器材、鈑金加工等制造領(lǐng)域。
三維激光切割最大的特點就是柔性高，尤其適合小批量的三維鈑金材料的切割。其高柔性主要表現(xiàn)在兩個方面：
1)對材料的適應(yīng)性強(qiáng)，激光切割機(jī)通過數(shù)控程序基本上可以切割任意板材；
2)加工路徑由程序控制，如果加工對象發(fā)生變化，只須修改程序即可。這一點在零件修邊、切孔時體現(xiàn)得尤為明顯，因為修邊模、沖孔模對于其他不同零件的加工無能為力，而且模具的成本高，所以目前三維激光切割有取代修邊模、沖孔模的趨勢。一般來說三維機(jī)械加工的夾具設(shè)計及其使用比較復(fù)雜，但激光加工時對被加工板材不施加機(jī)械加工力，這使得夾具制作變得很簡單。此外，一臺激光設(shè)備如果配套不同的硬件和軟件，就可以實現(xiàn)多種功能?？傊?，在實際生產(chǎn)中，三維激光切割在提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低勞動強(qiáng)度、節(jié)省原材料等方面優(yōu)勢明顯。因此，盡管設(shè)備成本高、一次性投資大，國內(nèi)還是有很多汽車、飛機(jī)生產(chǎn)廠家購進(jìn)了三維激光加工機(jī)，部分高校也購進(jìn)了相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行科研，三維激光技術(shù)勢必在我國制造業(yè)中發(fā)揮著越來越大的作用。
與傳統(tǒng)的板材切割方法相比，激光切割具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在：
(1)切割精度高、質(zhì)量好，切口寬度小，熱影響區(qū)小，切口光潔；
(2)切割速度快，加工效率高；
(3)激光加工是一種非接觸式加工，沒有機(jī)械加工力，不變形，也不存在噪音、油污、加工屑等污染問題，是一種綠色加工；
(4)材料適應(yīng)性高，幾乎可以切割任何金屬和非金屬材料。
三維激光切割比二維切割有著更高的柔性，更智能化，不僅能夠切割二維板材，對于復(fù)雜的三維零件，理淪上講，只要厚度合適，都可以采用激光切割。
激光切割應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是汽車車身設(shè)計及制造，主要用來開發(fā)新車型、在線切割、變形車生產(chǎn)，例如切割樣車零件，車身覆蓋件的切孔、修邊，切割方向盤孔、車身擋風(fēng)板、車頂蓋支架孔、安全氣囊部件、液壓成型部件等。BMW、奔馳、Fiat、Volvo、大眾、日產(chǎn)等公司都擁有用于車身加工的五軸激光加工機(jī)。三維激光切割在車身裝配后的加工也十分有用，例如開行李架同定孔、頂蓋滑軌孔、天線安裝孔、修改車輪擋泥板形狀等。在航天航空中，該技術(shù)主要用來對已成形的不銹鋼、英科乃爾(Inconel)合金、鈦和鋁材的飛機(jī)零件進(jìn)行打孔、切割和修整。
激光三維切割技術(shù)還廣泛應(yīng)用在模具制造、雕刻、石油工業(yè)等行業(yè)之中。在印刷行業(yè)中，激光雕刻切割機(jī)利用激光的高能量性和高效率性，通過程序控制對橡膠版進(jìn)行燒蝕，制造出的印刷版不僅成本低，而且雕刻精細(xì)，質(zhì)量很高；利用激光的高能量特性對刀模板進(jìn)行深度燒蝕，可以制造出各種高精度的刀模來。在模具制造領(lǐng)域，可以用于加工模具、試模、制造模具。由模具CAD和激光切割相結(jié)合能夠完成模具內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造，如深孔、型孔、中空體以及復(fù)雜的冷卻水道；用激光精細(xì)切割薄鋼板，然后將其疊加成凹模或凸模。在石油工業(yè)中，用該技術(shù)來加工割縫篩管。
