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科普!三维五轴光纤激光切割机前世今生

来源:大族激光智能装备2020-06-30 我要评论(0 )   

三维五轴光纤激光切割机床被视为高功率激光加工设备皇冠上的明珠,其主要应用于三维异形曲面的切孔和修边,用于代替冲孔模和修边模。早期,国内采用手工等离子切割三维...

三维五轴光纤激光切割机床被视为高功率激光加工设备皇冠上的明珠,其主要应用于三维异形曲面的切孔和修边,用于代替冲孔模和修边模。早期,国内采用手工等离子切割三维工件,切割效果不理想。近几年国内开发了机器人三维激光切割机,切割效果有一定的提升,但是受制于机器人的精度不高,切割精度不高,只是在一些要求不高的行业得到了一些应用。而在汽车冲压模具行业中试模,对切割精度要求较高,三维五轴光纤激光切割机床因其生产效率高、性能稳定等特点受到欢迎,但主要市场被国外设备所垄断。

三维五轴光纤激光切割机产品

技术发展背景

三维五轴光纤激光切割机是集光、机、电、气一体化的高端机床装备,应用于汽车行业、模具行业、军工及航空航天行业、家用电器行业以及异型管材类切割,主要适用于曲面薄板类的金属切割。


三维五轴激光切割技术在90年代就已经开始研制,研制及生产厂家仅有德国、意大利等企业,市场基本上被这两家垄断。在2008年后,日本NTC、Mitsubishi研制开发了低加速度、低速度、高精度的工作台移动式的三维五轴CO2激光切割机。但一直以来,三维五轴激光切割机主要用于研发及小批量试制,对冲压成形的三维零件进行修边、切孔,取代传统的修边模和冲孔模,缩短新产品研发周期,降低制造成本,所以每年的市场销量较少。在中国市场,一般一年的市场需求量在30-40台左右。


但是由于汽车热成形技术的出现及应用,改变了市场需求量少的状况,一条汽车热成形生产线一般配备4-5台三维五轴激光切割机,市场需求呈爆炸式发展。截止目前,全球有近450条汽车热成形生产线,跟随配套生产的三维五轴激光切割机约有2000台套。国内有近170条热成形生产线,跟随配套生产的三维五轴激光切割机约有700台套。


钢板热成形技术是指将钢板经过950℃的高温加热之后一次成形,又迅速冷却,从而全面提升钢板强度,屈服强度达1000Mpa以上,用在车身上后,车重没有增加,但承受力提高了30%,安全性能显著提高。由于钢板强度太高,传统的修边模和冲孔模因钢板高强度问题无法进行修边和冲孔,只能使用激光进行生产,从而使三维五轴激光切割产品进入汽车批量生产线,成为不可替代的生产工艺及工序。


普通钢板的屈服强度在140Mpa,适用于旅游观光车、缆车;高强度钢板的屈服强度在180-240Mpa,适用于卡车、叉车、客车、挖机、农机等;高强度钢板的屈服强度在260-320Mpa,适用于经济型轿车,经济型SUV车;超强度钢板的屈服强度在340-700Mpa,适用于高端型轿车,高端型SUV车;而热成形钢板的屈服强度超过1000Mpa以上,一般热成形钢板的屈服强度在1500Mpa左右。目前,材料厂家正在研制热成形钢板的屈服强度在2000Mpa左右,越来越超高强度钢板被汽车行业广泛应用,这使得三维五轴激光切割机产品越来越得到更多的应用。


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