新三维激光加工方法的研究

1 三维激光加工机的优点用于切割不锈钢或钢板等平板的普通二维激光加工机,可根据NC数据将其切割成任意形状,而无需采用模具.因此,这种加工机广泛地应用于板金加工行业.然而,对汽车面板等各种冲压成形产品,则不能用激光喷嘴固定在下方的二维激光加工机进行打孔加工或切割加工,这需用三维激光加工机,这种加工机除X、Y、Z三轴外,在加工台上装有自由垂直旋转激光喷嘴的轴(A轴)和水平旋转轴(C轴).     

CO2激光加工机及其技术发展

1 引言 CO2激光加工机是一种能进行任意轨迹切割的加工机,既可用于试制单件,又可用于批量生产,现已广泛应用于工业加工领域.切割用CO2激光加工机进入市场已有20年,随着激光技术的飞跃发展和市场的扩大,CO2激光加工机已成为板金加工等制造现场必不可少的加工设备.     

CO2激光加工机的现状及其今后的发展

1.CO_2激光加工机的现状(1)切割为进行高速短时间加工,在设计阶段使用有限元模拟法,而在评价阶段使用计算机辅助工程分析(CAE),从而使加工机轻量高刚性的实现成为可能。图1表示在对极厚1mm的铁板(SPCC)进行φ10mm冲孔加工     

提高生产率和改善加工质量的新型激光器

在激光切割工件时，可根据不同的用途灵活地选用加工机，一般使用的机种为二维加工机和三维加工机。随着激光切割加工机的普及，二维加工机主要追求生产率，而大批量加工时所要求的生产率与多品种小批量加工时所要求的生产率各异。     

激光在线膏药切片系统

膏药在上膜之后、包装之前必须经过切割加工成一定规格的小片。传统的膏药切片工艺是采用刀片对由步进电机控制的条状、长幅面的膏药进行机械式切割。这样不仅速度低、精度不高而且生产效率低。为保证膏药切片的合格率 ,提高生产效率 ,我们采用先进激光加工技术和控制、计算机技术相结合 ,研制了一种新型切割系统%D%D激光在线膏药切片系统。与传统机械式切割相比 ,该系统具有连续、稳定、精度高、非接触等一系列特点 ,并成功地将生产效率提高了 8倍。本系统是激光切割技术在医用橡胶膏剂领域的又一成功应用 ,具有极强的实用价值和良好应用前景。     

三维数控激光切割机

1 引言 1979年,世界上第一台三维五轴CO2激光加工机在意大利普瑞玛工业公司诞生.该机采用三维导光系统、二轴工件移动形式,配有CNC控制加工参数的示教系统,主要用于菲亚特轿车内饰件的切割.从第一台三维激光加工机投入使用至今,三维激光加工已在汽车制造、航空航天等领域得到日益广泛的应用.     

中厚钢板小圆孔的高功率CO2激光切割工艺研究

为解决高功率CO2激光切割广泛用于面板、模板制作的中厚钢板小圆孔时存在的切割质量差的问题,采用Rofin DC025板条CO2激光切割系统,对6mm厚的A3钢板进行了Φ5mm小孔的激光切割工艺研究。系统研究了激光功率、切割速度和氧气压力对切割质量的影响,分析了切割前沿温度分布对切割质量的决定作用。结果表明,当激光功率为1KW、切割速度为1.0m/min、氧气压力为1.2×105Pa时可获得最佳切割效果,解决了中厚钢板小圆孔的高功率CO2激光切割时存在的切割质量差的问题。     

层压式高强度纤维复合材料的激光切割工艺研究

激光以其非接触加工和高能量密度的特点在高强度纤维复合材料的切割领域体现了价值。针对大幅面层压式高强度纤维复合材料切割,采用超脉冲射频CO₂激光器,设计了一套平台切割系统与振镜扫描结合的大幅面混合激光切割系统,在快速、高自由度的振镜切割系统与精细、大幅面的平台切割系统之间可方便切换,还可进行两种方式协同工作的拼接式切割。采用该系统,对层压式高强度纤维复合材料、凯芙拉以及尼龙66进行了工艺实验,分析了材料特性、激光能量与切割速度等因素对切割效果的影响。     

IT陶瓷片CO2激光切片的工艺研究

当今世界IT产业发展迅速,已经成为发达国家的支住产业,而陶瓷切片被广泛城应用在IT产业中,因此陶瓷切片有着十分广阔的应用前景.10.6 μm CO2激光对陶瓷、玻璃等非金属材料有较好的加工性能.因此发达国家CO2激光陶瓷切片设备使用十分普及.而在我国,国产CO2激光陶瓷切片设备几乎是空白. 我们自行研制SLM-250型CO2激光陶瓷切片机填补了国内空白.该设备采用恒定光路结构,轻型十字切割平台,确保机床有很高的动态特性.切割工作台采用特殊的磁性支撑,确保陶瓷片在切割时不受夹持的应力,加工工件在切割时不易破碎.激光工艺参数是确保切割出好的陶瓷片的技术关键.我们在试验中详细地研究了光束质量、激光脉宽、频率割嘴技术、吹气速度和流量、切入点及切割路径、切割速度、功率焦点及焦距支撑方式等对陶瓷切片质量的影响. 经过大量优化试验,我们获得了1 mm陶瓷片最佳工艺参数:激光平均功率50 W;切片速度300 mm/min;切缝速度0.1 mm;切缝质量,粗糙度6.3.(PE22)     

手机按键面板光纤激光切割工艺研究

采用光纤激光精密切割系统,进行了手机金属按键面板的切割实验,研究了输出功率、切割速度、重复频率、脉冲宽度、辅助气体及气压等参数对手机金属按键面板切割质量的影响.通过试验和分析,获得了最佳工艺参数.采用激光器的输出功率为25 W、重复频率为1 800 Hz和脉冲宽度为0.3 ms,辅助气体O2压为0.25 MPa,扫描速度为8 mm/s,切割出高质量的手机按键面板.     

铝锂合金光纤激光切割的工艺优化与设计

铝锂合金是航空航天工业中最理想的轻质高强结构材料,为提高铝锂合金切割质量,采用1 k W光纤激光器对2 mm铝锂合金进行切割试验。初步探讨了离焦量、辅助气体压力、激光功率和切割速度对切割质量的影响,深入研究了连续激光模式与脉冲激光模式下的切割质量差异,结果表明脉冲模式下切缝挂渣少、粗糙度小。在此基础上,通过正交试验直观分析、方差分析、信噪比分析对工艺参数进行优化设计,最终获得良好的切割质量:挂渣厚度为0.087 mm,表面粗糙度为4.81μm。     

CO2激光切割模切板的表面质量

为了评价CO2激光切割模切板表面质量,采用宏观、微观表面观察和碳元素含量测定这3种方法来研究CO2激光切割模切板表面附着炭层和激光功率、切割速度之间的关系。试验结果表明,模切板切割表面附着炭层的区域随着切割速度的降低而扩大;同一功率下,切割速度越大,切割表面条纹越明显,且随着切割速度的降低而逐步减轻直至消失;切割速度较低时,随着激光功率的增加,附着在表面的炭将减少;较高速度时,随着激光功率的增加,切割表面附着的炭层浓度相差不大,但是条纹不是很显著;顺着纹理方向的炭层沿着纹理方向平铺分布,垂直纹理方向的炭层呈蜂窝状分布,两者均存在有气孔,随着速度降低,网格间的气孔直径减小。该结果对分析激光切割馍切板表面质量是有帮助的。     

为地面用户供应宇宙激光能量的问题

全球宇宙系统可用来解决近期地球供能问题.这种系统涉及位于地极或对日稳定轨道上的几个宇宙平台.本文论述关于三种用于宇宙功率系统的高功率红外激光器的前景.第一种是用热辐射抽运的激光器,它采用太阳辐射加热的中转"黑体"辐射器,具有重大的优点.第二类激光器是射频抽运的CO2激光器.我们能用几台33×30000 W激光器组件组成～1 MW宇宙激光系统.对这种激光系统的能量供给,需要320 m×320 m太阳能电池组件.第三种是CO2气体动力学激光器.对太阳热辐射抽运二氧化碳激光器作了数值研究,并算出～1 MW输出激光功率.对该激光概念进行了参数研究.     

UV激光切割覆盖膜炭化问题影响因素研究

采用一种新颖的技术即在光路中首次使用光束整形器切割覆盖膜,明显的减轻了炭化现象。研究了激光切割工艺参数,抽风系统,激光器和切割材料对切割覆盖膜炭化的影响。研究表明:快的切割速度,高的激光频率,低的激光功率,可以减轻炭化。改进抽风系统,不同的激光器和切割材料,可以减轻炭化。本文研究的炭化影响因素为实际应用提供了理论和实验依据。     

线偏振CO2激光对非金属材料切缝的影响

为了研究线偏振CO2激光对高吸收率非金属材料的影响,采用线偏振CO2激光沿着不同的方向切割模切板,研究不同激光功率、切割速度、切割方向、辅助气体对切缝宽度的影响,同时对比线偏振激光切割低碳钢.试验结果表明,改变激光功率和切割速度对模切板进行切割,上、下切缝沿不同方向之间的宽度相差不大,即偏振性对高吸收率非金属材料模切板的切缝影响不大,但是对金属材料影响很大.辅助气体N2和空气对上下切缝的影响不大,从经济角度应优先选择空气;为了得到上下均匀一致的切缝,同一激光功率下,切割速度应小些,而同一切割速度下,激光功率应大些.     

三菱电机推出新激光加工机

作为以线性马达驱动进行切割加工的CO：二维激光加工机“NX”系列的新产品,三菱电机将于2008年6月5日推出配备输出功率为4．5kWC02激光器的“ML3015NX-45CF-R”。通过采用4．5kW激光器。不仅提高了加工速度。还可支持厚板加工。     

先进激光加工机的市场回顾与展望

继传统的CO2激光器和YAG激光器之后，先进激光加工机于2001后陆续进入市场。LD泵浦的高功率YAG激光器、THGYAG激光器、半导体激光器、光纤激光器、飞秒激光器和盘形激光器统称为先进激光加工机。     

激光切割超音速喷嘴设计

分析了传统喷嘴工作在较高的供气压力下进行激光切割时产生激波的原因及激波对切割工艺的不良影响.为了解决这一问题,提出了一种设计超音速拉瓦尔喷嘴的新方法.这种新型超音速喷嘴包括四部分:稳定段、收缩段、喉部、扩张段.每一部分都是严格按照空气动力学理论进行设计的.这种喷嘴喷射出的气流动量高,流速均匀,边界整齐.利用这种喷嘴进行激光切割,可有效地提高切割质量和切割速度.     

激光切割超音速喷嘴设计

分析了传统喷嘴工作在较高的供气压力下进行激光切割时产生激波的原因及激波对切割工艺的不良影响.为了解决这一问题,提出了一种设计超音速拉瓦尔喷嘴的新方法.这种新型超音速喷嘴包括四部分:稳定段、收缩段、喉部、扩张段.每一部分都是严格按照空气动力学理论进行设计的.这种喷嘴喷射出的气流动量高,流速均匀,边界整齐.利用这种喷嘴进行激光切割,可有效地提高切割质量和切割速度.     

发展我国CO2激光加工产业的战略探讨

本文恼述我国中、高功率CO_2激光器及加工机发展历程,列举了其在热处理、切割与焊接方面应用现状,介绍了技术引进及国际合作情况。最后阐明为发展我国CO_2激光加工产业应采取的对策。