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低投入低耗材实现薄板激光切割的钣金行业解决方案

2013-9-9 9:03:16      点击:

激光切割相对于传统切割的优势:

    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。

光纤激光切割相对于早期激光切割的优势:

    早期的激光切割有采用CO2激光器,也有采用氙灯泵浦的YAG激光器,我公司的激光切割系统采用的是目前最为先进的第三代激光器――光纤激光器,具有如下优势:

1. 激光通过光纤传输到聚焦头,柔性连接的方式易于和生产线配套实现自动化工作。

2. 光纤理想的光束质量,大大提高了切割质量和工作效率。

3. 光纤激光器的极高的稳定性和超长的泵浦二极管寿命,决定了无须象传统的灯泵浦激光器那样需调整电流来适应氙灯老化问题,大大提高了生产的稳定性和产品的一致性。

4. 光纤激光器光电转换效率高于25%,系统耗电小,体积小,占地少。5. 结构紧凑,系统集成度高,故障少,简单易用,无须光学调整,低维护甚至零维护,真正做到了落地出光,加上抗冲击振动,抗灰尘,真正适合于工业加工领域的应用。




    目前一百万上下的中低价位的激光切割机,选配的激光器基本上都是12KW的快轴流CO2激光器,需要充He,Ne,CO2等气体,维护费用在20/小时左右,系统耗电在30KW左右(主要的耗电部件为激光器的供电电源,冷却系统和床身),加上吹气费用,镜片和切割嘴等易耗品,累计每小时的使用费用将近百元。包含冷却包含充气在内的系统占地面积高达数十平米。

还一种低价位的激光切割机,选配的激光器都是500W的双氙灯泵浦的YAG激光器,每过几百个小时需要更换两支氙灯,合计费用在3/小时左右,系统耗电在30KW左右(主要的耗电部件为激光器的供电电源,冷却系统和床身),加上吹气费用,镜片和切割嘴等易耗品,累计每小时的使用费用60元左右。包含冷却包含充气在内的系统占地面积比快轴流CO2激光器切割系统稍小。但本系统最大的问题在于,一氙灯的使用寿命较短,需经常调整电流来适应氙灯老化问题,二需经常更换氙灯重新调整光路,     三较为复杂的硬光路系统需要经常的调试和维护才能保证适合切割的优秀光学品质。所有这些因素,大大影响了工业化生产的稳定性和产品的一致性。

    我公司根据前期大量的市场调研,结合钣金行业特点,现推出大幅面平台+光纤激光器的组合进行切割,彻底有效的解决了上述问题,主要设计理念如下。首先,用光纤激光器代替CO2激光器和灯泵浦激光器。光纤激光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。而且光纤激光器的激光可以通过光纤传输,方便与运动平台的连接,实现柔性加工,大大简化了传统激光切割机的系统设计,也提高了系统的稳定性,减少了维护量,真正适合于工业加工领域的应用。

    其次,基于钣金行业的特点,绝大部分工件为厚度在2MM以内的薄板,选配二三百瓦的光纤激光器,切割薄板碳钢的速度可达每分钟56米,已经可以与2000WCO2激光器切割系统的实际加工速度相当,而激光器系统的造价却大大降低。在床身精度方面,考虑到大部分钣金件的精度要求,一般把定位精度设计在100uM左右,也大大降低了床身的成本造价。当然,用户根据加工工件的材质和料厚的不同,以及精度的要求,也可以选配我公司更高功率级别更高定位精度的系列产品。

    其三,采用我公司自行研发的钣金行业专用切割软件,功能强大,使用方便。

    其四,本系统唯一的缺陷,是只能加工金属工件,不能加工非金属工件。这是因为本系统采用的是光纤激光,其波长为1064NM,相对于波长为10640NMCO2激光,不易为非金属工件所吸收的缘故







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