30kW超高功率激光切割設(shè)備的市場(chǎng)應(yīng)用

當(dāng)今的金屬板材焊接加工工藝過(guò)程大致為：金屬板材下料→板材邊緣加工→裝配與焊接→熱處理→機(jī)加工→完成，板材的下料切割是焊接加工過(guò)程的第一步，目前市場(chǎng)上常規(guī)的板材切割工藝大體分為：火焰切割、等離子切割和激光切割。中厚板切割方式對(duì)比對(duì)于中厚板材下料切割的主要方法在五、六十年代用氧乙炔火焰切割；七十年代后，為了改善和提高火焰切割的切口質(zhì)量，又推廣了氧乙烷精密火焰切割和等離子切割。各種切割下料方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍?；鹧媲懈钍卿摪宕旨庸さ囊环N常用方式。切割設(shè)備的成本低，是切割厚金屬板唯一經(jīng)濟(jì)有效的手段，但與等離子相比較，火焰切割的熱影響區(qū)要大許多，熱變形也比較大，無(wú)法對(duì)銅、鋁等有色金屬及不銹鋼進(jìn)行切割，且環(huán)境污染較為嚴(yán)重。等離子切割，切割領(lǐng)域?qū)?，可切割所有金屬板材，切割速度快，效率高，切割精度高于火焰切割。但是切割厚板錐度較大，割縫較寬，批量加工的情況下會(huì)造成大量的材料浪費(fèi)，并且會(huì)產(chǎn)生有害氣體及大量煙塵，造成污染。與傳統(tǒng)的氧乙炔、等離子等切割工藝相比，激光切割速度快、切縫窄、熱影響區(qū)小、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑，同時(shí)可切割材料的種類多。激光切割技術(shù)的出現(xiàn)，開(kāi)辟了激光技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用的新領(lǐng)域，在微電子、軌道交通、模具、汽車制造等領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)前景廣闊，激光切割機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用無(wú)疑是對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重大提高和創(chuàng)新突破。大功率激光切割技術(shù)隨著當(dāng)今重工業(yè)的不斷發(fā)展，激光切割已經(jīng)逐漸從薄板切割行業(yè)向厚板切割領(lǐng)域過(guò)渡，意味著激光切割將進(jìn)入大功率的時(shí)代。針對(duì)新時(shí)代工業(yè)制造對(duì)金屬切割精度與厚度提出的新需求，激光切割機(jī)的可實(shí)現(xiàn)功率越來(lái)越高。如今，大功率激光切割設(shè)備已廣泛應(yīng)用在幾乎所有板材加工制品的上游，大到航天飛機(jī)、輪船、汽車，小到洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)等，都離不開(kāi)大功率激光切割機(jī)。除了工業(yè)制造，大功率激光技術(shù)及裝備亦是國(guó)防戰(zhàn)略和新興產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)之一，對(duì)國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著重大支撐作用。從工業(yè)發(fā)展來(lái)看，大功率是激光切割行業(yè)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，也是行業(yè)的大勢(shì)所趨。在金屬板材加工行業(yè)，激光切割機(jī)已經(jīng)建立起獨(dú)有的加工優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出高效率、高質(zhì)量、高精度的特性，正在逐步取代傳統(tǒng)的加工工藝。但是在中厚板加工領(lǐng)域，激光切割卻面臨著一些困難：厚板切割需要更高的激光設(shè)備功率，技術(shù)難度大；大功率激光切割高端技術(shù)被國(guó)外先進(jìn)企業(yè)壟斷，國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展受制于人；隨著板材的厚度增加，切割工藝難度越來(lái)越高，需要大量的試驗(yàn)和探索，從而得到穩(wěn)定的切割工藝參數(shù)；板材越厚，切割速度越慢，用戶的生產(chǎn)效率會(huì)受到嚴(yán)重制約；隨著功率及板厚的增加，切割機(jī)本身的承載力，抗燒灼能力，除塵能力也需要進(jìn)行相應(yīng)的提升。超高功率激光切割機(jī)針對(duì)這些技術(shù)局限，國(guó)內(nèi)的激光設(shè)備生產(chǎn)廠商在中厚板切割領(lǐng)域一直積極的尋求突破。邦德激光在經(jīng)過(guò)不斷的努力與摸索之后，終于取得了里程碑式的技術(shù)成果：新推出的S系列v2.0版超高功率激光切割機(jī)（圖1），功率最高可達(dá)到30kW，具有超高的速度、加速度，輔以自動(dòng)尋邊、自動(dòng)噴嘴更換、自動(dòng)調(diào)焦、無(wú)感穿孔等智能化配置和功能，整體性能、技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、無(wú)人值守式生產(chǎn)。圖1S系列v2.0版超高功率激光切割機(jī)主要優(yōu)勢(shì)設(shè)備采用珠光體灰口鑄鐵床身（圖2），由于珠光體基體的存在，零件的強(qiáng)度、硬度相較于鐵素體基體的零件提升20%（圖3）；且在分布均勻的珠光體基體中存在細(xì)小的石墨片，相對(duì)于焊接床身和普通鑄鐵床身，設(shè)備可獲得更高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)剛性，并能起到優(yōu)異的減振效果和抗蠕變性能?；谝陨希沟迷O(shè)備在超高速度和加速度工況下，整體機(jī)械結(jié)構(gòu)依然保持變形小、振動(dòng)低的特性，從而獲得極高的機(jī)床精度，延長(zhǎng)客戶的設(shè)備迭代周期，降低客戶的使用成本。圖2珠光體灰口鑄鐵床身圖3珠光體與鐵素體晶狀圖對(duì)比三棱式超高壓蜂窩鋁橫梁運(yùn)用航空級(jí)材質(zhì)鋁合金，整體三棱式超穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，抗扭曲、抗傾覆性能強(qiáng)，力學(xué)性能最優(yōu)；蜂窩式內(nèi)腔設(shè)計(jì)，抗變形，可有效分散內(nèi)外部應(yīng)力，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高；超高壓塑性生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)度大幅提升，設(shè)備相關(guān)特性如表1所示。一方面獲得最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式，另一方面提升龍門(mén)橫梁剛性，同時(shí)采用超高壓塑性生產(chǎn)工藝，從原理、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝多方面優(yōu)化提升，實(shí)現(xiàn)了最輕的質(zhì)量和最高的剛性，保證了高速、高精度的應(yīng)用需求。顛覆功能⑴智能加工。智能加工功能，可以根據(jù)用戶輸入的板材厚度及材料，自動(dòng)識(shí)別并更換噴嘴，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)定、尋邊、加工以及平臺(tái)交換等功能，免去客戶批量切割板材的重復(fù)性操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了用戶的加工效率。⑵零秒無(wú)感穿孔。1)無(wú)級(jí)穿孔，大幅降低穿孔時(shí)間約75%，提高加工效益；表1設(shè)備特性2)持續(xù)穿孔穩(wěn)定性高，廢孔率從約5%降低到0.2%，提高工件的完整度；3)準(zhǔn)確率高，堆渣少，隨動(dòng)穩(wěn)定，起刀點(diǎn)穩(wěn)定，保證最佳的切割斷面；4)減少穿孔時(shí)間，節(jié)省氣體，減少用電量，降低激光器、切割頭的損害風(fēng)險(xiǎn)，提高材料利用率；5)封裝工藝，即學(xué)即用，針對(duì)不同加工場(chǎng)景及需求化繁為簡(jiǎn)，一步到位。⑶厚板極限小孔切割。在激光切割領(lǐng)域，行業(yè)內(nèi)一直認(rèn)為板材的厚度即為切割小孔的最小直徑，而S系列實(shí)現(xiàn)了最小孔徑為板厚的0.2倍甚至更低（圖4）。⑷完美尖角切割工藝。圖4最小孔徑≤板厚的0.2倍圖5尖角切割產(chǎn)品完美尖角切割工藝是邦德針對(duì)碳鋼厚板高質(zhì)量切割開(kāi)發(fā)出的新型工藝，較之前標(biāo)準(zhǔn)切割工藝，新工藝亮面切割速度更快、斷面坡度更?。?5mm碳鋼單邊15絲）。尖角切割產(chǎn)品如圖5所示。⑸聯(lián)動(dòng)速度大。最快聯(lián)動(dòng)速度：200m/min；最大聯(lián)動(dòng)加速度：4g。⑹搭載全球最高功率的設(shè)備。S系列v2.0版是目前世界上最高功率的激光切割設(shè)備，打破了國(guó)外技術(shù)的壟斷，切割不銹鋼的厚度提升至130mm（圖6），碳鋼可達(dá)70mm（圖7），也是中厚板加工設(shè)備的一次顛覆性突破。圖6不銹鋼切割厚度達(dá)130mm圖7碳鋼切割厚度達(dá)70mm結(jié)束語(yǔ)中厚