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國外數控激光切割技術現狀與發展趨勢

目前,國際上有代表性的激光切割設備制造商有:德國通快TRUMPF公司,瑞士百超BYSTRONIC,意大利PRIMA,美國WHITNEY公司和日本TANAKA公司等,他們的代表性技術如表1。這些國際知名公司已陸續開發出了大功率、大幅面、高速、飛行光路,三維立體、數控自動的激光切割機,并且每年都在推出新的機型。如百超2002年推出加速度2g,2007年推出3g的高速機床,技術發展之迅速可見一斑。

隨著激光切割的逐步普及,市場要求進一步提高切割效率(高速切割)、降低待機時間(自動上下料系統)、擴大應用面(向三維立體切割、厚板、高反射材料發展)、降低運行成本(降低電耗)等。國外激光切割技術發展趨勢有:

高速度

在設備的運行速度上,目前多家企業競相開發高速高精度切割機,用以取代機械沖床,例如瑞士百超激光有限公司推出的BYSPEED機型,切割速度可達40m/min,加速度為3g,可切割20 mm的不銹鋼,12mm的鋁合金和6mm的紫銅等,其電耗僅60kW,機器有效利用率可達95%,在薄板加工效率上與沖床相當。

普瑞瑪工業公司最新推出的SYNCRONO機床則采用了一種與眾不同的全新設計理念,首次在激光切割設計中引入了并聯機床的概念,并將兩臺機床合二為一:一臺具有極高動態性能和極輕重量的小型切割機床(切割頭)和一臺負責在大加工范圍內移動的大型傳統機床,兩者之間通過數控實現完美的同步運動和最佳的加工效率優化。由于切割頭部分的重量極輕,故能實現非常高的動態性能,同時機床還采取了特殊的動態平衡設計和專門優化的驅動控制算法,使其在高速運動的同時軌跡光滑且完全避免了振動。這種設計的結果使SYNCRONO機床達到了一種超乎想象的加T效率,其切割時的加速度可達6g,一分鐘內可以切割1000個孔,幾乎比目前市場上最快的切割機還要快一倍。同時其運行成本遠遠低于對手,實際上,SYNCRONO正在開創一個激光切割新時代。   

多自由度

激光切割機廣泛地應用到復雜曲面,工件的加工,如激光切割機器人、專門用于管材切割的2.5D激光切割機、3D光纖傳輸激光切割機等。

以前的三維激光切割機只能進行汽車內飾件的切割,無法加工金屬沖壓件。普瑞瑪工業公司創造性地將電容式傳感器集成到三維激光切割設備中,使機床可以自動適應沖壓件彈性變形造成的誤差,從而使三維激光切割技術真正成為汽車車身加工的一種精密、靈活的加工手段,廣泛應用于汽車、航天航空工業、工程機械、模具、健身器材、鈑金加工等制造領域。

大幅面大厚板

目前,國際上出現了“精密造船”的概念,美國、歐盟、日本、韓國等圍家和地區的船舶制造普遍采用高功率激光切割技術。目前國外主流大幅面激光切割機一般采取機載激光器結構,加工幅面為3m×25m,切割板厚可達到40mm,在船舶、艦艇等行業得到越來越多的應用。

智能化

進一步把激光器與計算機數控技術、先進的光學系統以及高精度和自動化的T件定位相結合,將自動排料、切割工藝數據庫、遠程診斷、遠程控制集成一體,把激光切割的功能部件與其他加工方法組合,制成如激光沖床等多功能加工機,更符合工廠復雜加工高效的需要,它兼有激光切割的多功能性和其他加工形式的高速高效的特點,可同時完成切割、打孔、打標、劃線、成形等。


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