激光切割(Laser Cutting)技術(shù)應(yīng)用極為廣泛,在激光材料加工所占比例超過50%。而相對于CO2激光器的加工,切割比例高達80%,與傳統(tǒng)的沖裁和其他切割方法相比,激光切割有以下優(yōu)越性:1)與CAD/CAM相結(jié)合,可實現(xiàn)高效自動化切割生產(chǎn),并可整張排料,節(jié)約材料;2)當(dāng)切割件形狀發(fā)生變化時,激光切割不要象沖裁工藝那樣需重新制造或更換模具,縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,在批量小于5000件時,用激光切割代替沖裁具有相當(dāng)大的經(jīng)濟效益;3)可切割一般方法難以切割的各種高硬度、高熔點的金屬、非金屬以及硬質(zhì)、脆性、粘性材料和薄壁曲面;4)激光切割較其他傳統(tǒng)切割方法具有切口窄(一般為0.15mm左右)、速度快(每分鐘可達幾米甚至10多米)、切割面光潔(粗糙度達Ra10m級)、熱影響區(qū)小、熱變形很小、能實現(xiàn)精細切割(尺寸精度可達mm)。激光切割厚度由激光器功率和所切割的材料性質(zhì)等因素決定,當(dāng)使用2KW的CO2激光器切割碳鋼時,最大厚度可達22mm。
早在1974年美國福特公司采用了一臺400W激光切割機,將過去用剪切沖裁方法每小時只能生產(chǎn)10個的零件提高到每小時生產(chǎn)120件。1978年美國一公司用2.5KW激光切割器加工燃氣輪機上一零件取得成功,而這一零件原需精密落料沖床,所需模具每套價格達10萬美元(1978年價格)。美國通用汽車公司生產(chǎn)的汽車底盤上有89個不同的孔位,用常規(guī)方法很復(fù)雜,采用激光加工可一次切割出全部孔,即簡化工藝又節(jié)省了模具費用。歐州Citroen使用光纖把350W的YAG激光器與6軸機器人聯(lián)成一系統(tǒng),可以很方便地進行任意三維空間的材料切割。80年代后期,用5軸聯(lián)動的激光切割機對沖壓拉延件進行修邊處理,將手工修邊需12~14小時才能完成的工作減少到12分鐘完成,而且質(zhì)量好、無毛刺[15]。汽車的外殼、車門及其他形狀的金屬板件也可用激光一次切割出外廓和各種形狀的孔。特別是在車型不斷變化的小批量生產(chǎn)中,更有其優(yōu)越性。我國第一汽車廠已采用該技術(shù)對汽車大型拉延成形件進行激光切割和修邊處理。
摩托車板式車架是由左、右側(cè)板焊接而成,材料為1.4mm的08AL薄鋼板。目前所采用的工藝順序為落料、拉延、切片一沖孔、修邊一沖孔、卷邊一翻孔。如采用激光切割技術(shù)可以取代落料工序,并可將切邊一沖孔和修邊一沖孔合為一道工序完成。此外摩托車前后檔泥板、油箱、鏈盒、左右護蓋等零件均可采用激光技術(shù)進行落料和拉延成型后的修邊處理。摩托車坐墊所使用的是人造革如采用激光切割下料,效率極高。特別是在新款式摩托車外設(shè)計試制時,激光切割技術(shù)有極廣闊的應(yīng)用前景。
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