激光切割机特点及发展趋势详解

1、激光切割机特点及发展趋势详 解激光切割机特点及发展趋势详解随着我国激光切割机行业的不断发展和强 大，激光切割机种类数目的不断增多， 激光切割 机机型的不断丰富，各大激光切割机企业生产的 产品质量不断地提咼。改革开放以来，我国激光切割机虽然在来获 得了快速的发展，但其面临的问题依然不少，国 内激光切割机技术含量和质量较高的制造商寥 寥无几，且大多停留在中低速水平。同国外的同 类产品相比，无论在装备的发展水平技术含量和 应用推广方面都不尽人意在市场分配中，国产的 激光切割机只是在中低档市场上略占优势， 而高 档市场几乎全部被国外产品所占据。除了一些专 业生产激光切割机的厂商以外，国内的一些大学 和

2、科研院所也参与到激光切割机的研制生产中 来相信依托各个大学和科研院所的科研实力。国产激光切割机的研制生产在不久的将来 会有重大的突破。随着我国激光切割机市场规模 的日趋增大，产品种类的日益繁多，激光切割机 厂家的不断增多，生产自动化程度的不断提高， 市场对激光切割机的需求也在不断地膨胀。当前，国内的相关企业必将面临外商的强有 力的竞争， 国内的企业要敢于参与竞争， 不仅在 国内市场上参与竞争， 更要积极参加国际市场的 竞争这就对国内的相关企业提出了更高的要求 和更广阔的市场空间，国内企业应该立足国内， 放眼国际，积极参与竞争。激光切割机的技术特点及应用 随着激光技术的不断发展与成熟， 激光设备

3、 已经被广泛的应用在各行各业中，如激光打标 机、激光焊接机、激光打孔机及激光切割机等等， 特别是数控激光切割机械设备在最近几年内飞 速发展，被广泛应用在钣金、 五金制品、钢结构、 精密机械、汽车配件、 眼镜、首饰、铭牌、广告、 工艺品、电子、玩具、包装等行业。数控激光切 割机相比其他切割设备的显著优势主要体现在 以下几个方面：1、切割速度快，切割质量好，精度高：2、切缝窄，切割面光滑，不损伤工件 ;3、不受工件形状的影响，不受被切材料的 硬度影响 ;4、除对金属材质进行加工外，还可以对非 金属进行切割加工 ;5、节约模具投资，节省材料，更有效的节省成本;6、操作简单，安全，性能稳定，提高新产

4、品开发速度，具有广泛的适应性和灵活性。数控金属激光切割设备机架是该激光设备 最主要的部件，不仅绝大多数零部件都安装于机 架上，而且还要承受工作台重力以及加、 减速过 程中的全部惯性冲击载荷。数控金属激光切割机机架的设计与研发工 作主要包括：1、确定数控激光切割设备在各种工况及环 境下快速、高精度、稳定运行的条件。2、根据功能性要求确定机架的结构、 参数， 结合激光切割机的结构特点， 建立起相应的动力 学模型。3、研究机架的结构、参数对机架的静、动 态刚度及热稳定性的影响， 并为机架设计提供理 论根据。4、确定机架与其他部件间的相互耦合关系。 因此，在数控金属切割机机架的设计中如何 合理布置金属

5、，减轻自重，提高机身刚度，降低 温度变化对精度的影响， 是设计过程中需要重点 考虑的问题。在数控金属激光切割机实际电路中， 模拟信 号与数字信号之间有一个强电干扰的问题。 光电 隔离电路的作用是在电隔离的情况下， 以光为煤 介传送信号，对输入和输出电路可以进行隔离 . 因而能有效地抑制系统噪声， 消除接地回路的干 扰，有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等 好处，使其在强 - 弱电接口，特别是在微机系统 的前向和后向通道中获得广泛应用。光电耦合器具有三个特点：1、信号传递采取电 - 光 - 电的形式，发光部 分和受光部分不接触， 能够避免输出端对输入端 可能产生的反馈和干扰 ;2、抑制噪声干扰

6、能力强 ;3、具有耐用、可靠性高和速度快等优点， 响应时间一般为数以内， 高速型光电耦合器的响 应时间有的甚至小于 10ns。故在数控激光切割机系统电路设计时， 应该 注意输入信号电路与单片机连接时的隔离。 在这 里，采用光电耦合是最常用的方法。在工业制造系统占有份量很重的金属加工 业，许多金属材料，不管它是什么样的硬度，都 可以进行无变形切割。当然，对高反射率材料， 如金、银、铜和铝合金，它们也是好的传热导体， 因此激光切割机很困难，甚至不能切割。尽管激光切割机技术具体明显的巨大优势， 但是作为高新科技设备， 要使用激光切割机达到 理想的切割加工效果， 也必须掌握其加工技术参 数与操作流程。

7、 特别在金属激光切割机切割加工 过程中， 要选择合适的切割速度， 否则可能会造 成几种不良的切割结果，主要表现在如下：1、当激光切割速度太快时，会造成如下不 良结果： 法切割，火花乱喷； 造成切割面呈现斜条纹路， 且下半部产生 熔渍； 造成整个断面较粗，但无熔渍产生；2、相反，当激光切割速度太慢，又会造成： 造成过熔状况，切割面较粗糙。 切缝变宽，在尖角部位整个溶化。 影响切割效率。所以，为了使激光切割机设备更好的发挥其 切割功能，可以从激光设备切割火花来判断进给 速度是否合适：1、如果火花由上往下扩散，则表明切割速度恰当;2、如果火花向后倾斜时，则表明进给速度 太快;3、如果火花呈现不扩散且

8、少， 凝聚在一起， 则表明速度太慢。大多数有机与无机材料都可以用激光切割 机。激光切割技术相比其他传统的切割方式具有 无法比拟的明显优势。 激光切割机不但具有切缝 窄，工件变形小的主要特性而且激光切割具有速 度快、效率高、成本低、操作安全、性能稳定等 特点。近年来，随着大功率激光器的飞速改进和发 展，其在工业中的应用从最初只用于小的或者微 细结构的加工发展到广泛用来进行大结构件的 加工，越来越受到人们的关注和认可并普遍应用 于机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、 生物医学微电子行业等工业界领域。 其中薄板的 激光焊接主要应用于航空航天工业和汽车制造 业。长久以来，飞机结构件之间的连接一直采

9、用 落后的铆接工艺， 主要原因是飞机结构采用的铝 合金材料是热处理高强化铝合金，一经熔焊后， 热处理强化效果就会丧失， 而且晶间裂纹难以避 免。因此，普通氩弧焊等熔焊方法在飞机制造中 的应用成为禁区。另一方面，在 80年代初，铝及 其合金的激光加工十分困难，被认为是不可能 的。主要是由于铝合金存在对 10.6mm 波长激光 的高反射和自身的高导热性。 在当时， 激光加工 主要使用波长为10.6mm的CO激光器，而铝对 CO激光的反射率高达97%通常作为反射镜使 用。但是，激光加工的优越性又极大地吸引着从 事激光材料加工的科研工作者。 他们为此付出了 大量的时间和精力来研究铝合金激光加工的可 能

10、性。目前，高强铝合金激光焊接成果已经成功应 用于欧洲空中客车公司飞机制造中， 其铝合金内 隔板均采用激光加工， 实现了激光焊接取代传统 铆接工艺。 激光焊接技术的采用， 大大地简化了 飞机机身的制造工艺，使机身重量减轻 18%，成 本下降 21.4%24.3%，被认为是飞机制造业的一 次技术大革命。激光切割机的发展趋势1 、高速、高精度激光切割机由于大功率激 光器光束模式的改善及 32位微机的应 用，为激 光切割设备的高速、高精度创造了有利条件。2、厚板切割和大尺寸工件切割的大型激光 切割机随着可用于激光切割激光器功率 的增 大，激光切割正从轻工业薄板的钣金加工向着重 工业厚板切割方向发展。3

11、、三维立体多轴数控激光切割机，为了满 足汽车、航空等工业的立体工件切割的 需要， 目前已发展了各种各样的五轴或六轴三维激光 切割机，数控轴数达到九轴，加工速度快，精度 高。在先进国家的汽车生产线上， 激光切割机器 人的应用愈来愈多。 目前，三维激光切割机正向 高效率、高精度、多功能和高适应性方向发展， 其应用范围将会愈来愈大。4、激光切割单元自动化和无人化为了提高 生产率和节省劳动力，目前激光切割正 向着激 光切割单元（FMC）和无人化、自动化方向发展。 发展这种单元自动化系统， 必须依赖于现金的自 动控制、网络控制技术及计算机生产辅助管理系 统技术等。国外已有各种各样的激光切割单元可 供应市

12、场，并有由 6台大型激光切割机为核心组 成的无人化的切割生产线在工厂运行。5、紧凑型和组合一体化数控激光切割机随着激光器提及的缩小和功率的增大，以及辅助装置的不断完善，出现了把激光器、电源、主机、 控制系统和冷却水循环装置等紧密地组合在一 起，形成占地面积小、功能完善的整套紧凑型激 光切割机。此外，激光切割技术正与激光焊接、 激光表面淬火等激光加工工艺组合，以发展一机 多用，进一步提高设备的利用率。激光切割机市场现状分析国外汽车生产过程中，普遍采用三维激光切 割机对覆盖件、门板等进行精确切边。再采用激 光焊接机械手进行高质量自动焊接，不仅确保产 品质量，而且生产效率极高。在样车开发和小批 量生

13、产中，高度柔性的激光三维切割取代大量的 冲孔和修边模具，不仅节省大量模具，同时使新 车型的开发周期大为缩短。在欧洲，几乎所有汽 车制造厂在汽车研制开发和生产中均的采用激 光加工。激光制造技术在汽车制造中应用的广度 和深度已经成为汽车工业先进性的重要标志。国 内已有汽车生产企业引进激光切割和激光焊接 生产线，其他企业在未来的发展规划中也都有引 进计划。三维激光切割机对提高新车型开发速度 具有重要的促进作用。开发高精度三维激光切割机， 对提高我国航 天航空技术装备水平具有重要的战略意义。 国防 军事装备对高性能激光切割机的需求更为迫切， 如三维立体激光切割机在直升飞机螺旋桨曲面 加工中的应用， 可

14、以大大缩短产品试制时间， 提 高部件性能。在世界市场上，激光切割机正在向高功率、 大幅面、 厚板材方向发展。 切割焊接是造船行业 最基础的加工工艺， 目前我国船用钢板切割一般 采用火焰切割、等离子切割，由于精度有限，特 别是对特殊材料的甲板和船体材料， 许多国外大 型造船厂普遍采用大幅面厚板材激光切割机， 国 内造船企业已经开始进行设备选购， 特别是特种 用途的船艇，采用激光切割已经成为一种必须的 加工手段。预计在未来 5-10年，这一应用行业的 生产需求极大。 随着"精密造船 "时代的来临， 高 功率co激光切割技术及装备在先进国家造船业 得到了越来越广泛的普及应用。大幅

15、面厚板材激光切割机在其他重要行业 也有迫切的需求， 如航空航天发动机转子毂的切 割、钢铁冶金行业热轧钢坯的激光切割、坦克、 装甲车厚装甲精密切割、 发电设备中发电机组转子的精密切割等随着我国铁路建设、公路建设、水利建设、 水电建设、能源、矿山建设、建筑业等重大工程 的推进，到2015年，我国工程机械市场需求量将 达到2000亿元以上，大幅面厚钢板激光切割机将 在我国工程机械行业得到普遍应用。 2007年，国 内某著名重工机械企业对 27台3m 30m大幅面 20mm厚钢板激光切割机进行招标，由于国内激 光企业无厂家符合技术要求， 所有订单都被国外 厂家获得。另一重工企业需求 6台3mX 30m大幅 面20mm厚钢板激光切割机。也全部由国外厂家 中标，仅此两家合同金额就高达 2亿元。全球激光制造技术发展飞速， 我国与国际激 光技术水平的差距有所增大， 高