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三维激光切割机

 

 

 

 

数控三维激光切割机的原理                                                                                        

 

      在激光束能量作用下（在氧助切割机制下，还要加上喷氧气与到达燃点的金属发生放热反应放出的热量），材料表面被迅速（感应范围内）加热到几千乃至上万度而熔化或汽化，随着汽化物逸出和熔融物体被辅助高压气体（氧气或氮气等）吹走，切缝产生。在切割实际操作中有氧割和氮割之分，在保持同样切割精度前提下，氧割热量大、速度快，但是切边有褐色、薄氧化层；氮气需要用高压氮气，速度慢、成本高，但切边无氧化、呈银灰色，可以直接进行焊接，常用来切割要求较高的不锈钢一类材料。
　　三维激光切割机加工技术在现代模具制造中的优势激光加工已成为现代汽车制造不可或缺的技术，代替传统的手工切割+冲裁模制造方式已成为国际上大力发展的一项先进技术。
　　众所周知，在模具的制作过程中，修边、冲孔工序一直是模具制造过程中的难点，特别是一些结构复杂的斜切、斜冲、斜翻等大型汽车模具。修边线的确定如果采用传统的制作方式十分困难，且需反反复复摸索几次甚至十多次，给钳工、加工设备带来了极大的工作量。不但对钳工的技能水平提出了较高的要求，而且会严重地影响后工序模具的调试。且现实中有很多修边、冲孔模的切刃材质从成本上考虑采用了合金钢，如Cr12、Cr12MoV等。如果采用传统的修边模制作方法，就难免会对刃口进行多次堆焊。由于诸如上面的材料在进行多次堆焊的过程中，容易开裂而致使镶件报废，不得不重新补料再加工。这样，不但周期会被滞后，而且模具的制作成本也会大幅增加。
　　如果采用数控三维激光切割机，对于开发汽车零件，等拉延模样件试模成功后，就可以用激光切割来替代修边、冲孔工序，把切割所得的样件直接用于下一道翻边工序进行试模，把所得的最终样件与检具进行比较，如果有差异，通过计算机对上次的修边线进行修整再次切割，直至成功。
　　整个过程节省了两道工序，完全改变了传统的单线串行制作方式，很大程度上缩短了工艺流程和降低了模具制作成本。基于三维激光切割机加工技术在现代模具制作的过程中有着这样明显的优势，因此，倍受很多模具企业的青睐，并得到了广泛、成功的应用。

无锡创科源激光是一家专业生产激光切割机、光纤激光切割机、三维激光切割机、平面激光切割机、金属激光切割机、不锈钢激光切割机、固体激光切割机、激光焊接机等20多种工业激光产品的公司，广泛应用于钣金加工、金属加工、广告制作、厨具、汽车、灯具、锯片、升降电梯、金属工艺品、纺织机械、粮食机械、眼镜制作、航空航天、医疗器械、仪器仪表等行业。特别是在钣金加工行业中已取代传统加工方式，深受行业用户的青睐。 

   光纤激光切割技术是近几年高速发展的激光技术，相比传统激光，具有更好的切割质量，更低的系统造价，更长的使用寿命和更低的维护费用，更低的耗电。关键是光纤激光器的激光可以通过光纤传输，方便与工业机器人连接，实现柔性加工。 

 

激光切割机优势                                                                     

 

      传统的切割工艺手段有火焰切割，等离子切割，水刀切割和线切割和冲床加工等等，激光切割作为近年新兴的工艺手段，是把能量密度很高的激光束照射到待加工工件上，使局部受热熔化，然后利用高压气体吹去熔渣形成切缝，激光切割具有如下优势。

 

1. 割缝窄，精度高，割缝粗糙度好，切割后无需后道工序的再处理。

 

2. 激光加工系统本身是一套计算机系统，可以方便的编排、修改，适合个性化加工，特别是对一些轮廓形状复杂的钣金件，批次较多批量不大，产品生命周期不长，从技术，经济成本和时间角度来衡量，制造模具不划算，激光切割尤具优势。

 

3. 激光加工的能量密度很大，作用时间短，热影响区小，热变形小，热应力小，加上激光为非机械接触加工，对工件没有机械应力作用，适合于精密加工。

 

4. 激光的高能量密度足以熔化任何金属，特别适合于加工一些高硬度、高脆性、高熔点的其他工艺手段难以加工的材料。

 

5. 加工成本低廉。设备的一次性投资较贵，但连续的、大量的加工最终使每个零件的加工成本降低下来。

 

6. 激光为非接触加工，惯性小，加工速度快，配合数控系统的CAD/CAM的软件编程，省时方便，整体效率很高。

 

7. 激光的自动化程度高，可以全封闭加工，无污染，噪声小，极大的改善了操作人员的工作环境。

 

 激光切割速度与切割效果                                                           

 

   激光切割过程中添加与被切材料相适合的辅助汽体。钢切割时利用氧作为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料，同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气，棉、纸等易燃材料切割使用惰性汽体。进入喷嘴的辅助汽体还能冷却聚焦透镜，防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。

　 激光切割无毛刺、皱折、精度高，优于等离子切割。对许多机电制造行业来说，由于微机程序控制的现代激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件，它往往比冲切、模压工艺更被优先选用；尽管激光切割的加工速度还慢于模冲，但它没有模具消耗，无须修理模具，还节约更换模具时间，从而节省了加工费用，降低了生产成本，所以从总体上考虑是更合算的。

 

   数控激光切割机在切割时切割速度的选择其实也很重要，最佳切割速度范围可按照设备说明选定或用试验来确定，由于材料的厚薄度，材质不同，熔点高低，热导率大小以及熔化后的表面张力等因素，切割速度也相应的变化。

主要表现：

　　1、切割速度适度地提高能改善切口质量，即切口略有变窄，切口表面更平整，同时可减小变形。

　　2、切割速度过快使得切割的线能量低于所需的量值，切缝中射流不能快速将熔化的切割熔体立即吹掉而形成较大的后拖量，伴随着切口挂渣，切口表面质量下降。

　　3、当切割速度太低时，由于切割处是等离子弧的阳极，为了维持电弧自身的稳定，阳极斑点或阳极区必然要在离电弧最近的切缝附近找到传导电流地方，同时会向射流的径向传递更多的热量，因此使切口变宽，切口两侧熔融的材料在底缘聚集并凝固，形成不易清理的挂渣，而且切口上缘因加热熔化过多而形成圆角。

　　4、当速度极低时，由于切口过宽，电弧甚至会熄灭。由此可见，良好的切割质量与切割速度是分不开的。

 

 

数控三维激光切割机参数配置表                                                                 

 

产品型号 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实际工作中切割效果较好的数据而非极限切割速度，使用气体均为氧气。

 

创科源激光三维切割机                                                  

 

系统耗电：<6KW（根据选配激光器功率大小而异）
零星耗材：<0.5元/小时（包括高功率激光器水冷系统的滤芯、切割头气嘴和切割头保护镜片）
吹气费用：<15元/小时（以用纯氧辅助切割2MM内碳钢为例）

性能指标:
激光功率:200W/300W/400W/500W/1000（根据工件材质和料厚可选）
激光波长:1064NM
工作区域:半径1米/2米的半球形工作区间（可以根据用户需求定做），对二维切割幅面可达3M×1.5M
 （选配半径2米机械手）
切割速度:0-12米/分钟（根据功率大小和工件材质与厚度可调）
供电电源:三相交流380V
用电功率: <6KW（根据选配激光器功率大小而定）
冷却方式:风冷/水冷（根据选配激光器功率大小而定）
切割头焦距：3/5英寸（根据工件厚度可选）
机械手重复定位精度：±0.1MM
机械手保护等级：IP65
系统使用寿命：十万小时
系统保修:2年

 

创科源三维切割系统的六大技术优势：                                    
1.切割速度快，为同类产品的两倍。典型参数为0.8MM厚碳钢用200W激光器，直线切割速度可达10米 /分钟。
2.切割精度高。系统重复定位精度高达±100uM，完全可满足汽车钣金覆盖件行业的需求。
3.可切割直径小至2MM的小圆，切割效果圆滑美观，目测无形变和毛刺。单个小圆切割时间可控制在2秒内。
4.选配臂长2.05米的机械手，除了实现直径达3米的半球形三维加工区域外，还可实现3米×1.5米的二维平面切割。实现二三维切割的合二为一，在标准坯材上开料，结合我公司自行开发免费配送的二维软件，具有排料和路径优化等功能，真正适合钣金行业的初始投资。
5. 根据实际需要选配离线编程软件，可读取UG,SOLIDWORK等三维作图软件导出的vda,igs,x_t,sldprt,prt,stp,ipt,par等格式的数模，修改后直接生成切割轨迹，代替人工示教，简单易用。
6. 工业控制理念，模块化设计，全系统的防护等级为IP55,机械手防护等级更是高达IP65，系统集成度高，故障少，抗冲击振动，抗灰尘，无须光学调整或维护，真正适合于工业加工领域的应用。

 

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