激光切割技術在鈑金加工中的應用研究

田 卓

（城林環保技術（上海）有限公司，上海 201200）

同西方發達國家相比，我國使用激光切割技術起步較晚。激光切割是激光加工行業里十分關鍵的切割工藝技術，在實際的應用當中占比高達70%，極大提高了工業加工的效率和產品質量，為工業生產效益的提升帶來巨大的便利[1]。我國激光切割技術開始不斷進步，目前已有趕超西方的態勢，激光切割技術具有：精度高、切縫窄、切割面光滑等優勢，對比傳統的切割方法，對于被切割件的形狀無特殊要求，適應性較強，制作周期更短，而因在切割時，沒有直接性的接觸，對比傳統的切割方法，切割后零件出現熱變形，需要二次加工。激光切割技術有效避免了這種狀況的發生，對于切割對象，也不像傳統的切割方式需要考慮被切割材料的硬度，激光切割對于高硬度材料，仍然可以進行無變形切割，而因為其切割高效率，以及在切割準備比傳統的時間也大大減少，使得切割工作過程整體耗時減少，節省了加工時間，同時因為激光切割對于材料的損耗更小，也節省了加工成本以及材料的利用率。激光切割機利用激光技術進行切割，不需要使用切割刀具，也就不會造成刀具的磨損，切割中不受到材料形狀的限制，操作性強。在工業經濟發展目標當中，提高激光切割技術的應用率，提升鈑金加工的工業技術水平，對于我國未來的工業經濟效益提升有著重要意義[2]。

1 激光切割在鈑金加工中的應用

1.1 鈑金膜具的生產

近年來，鈑金的生產企業的競爭較為嚴重，而目前市場的需求大多以無切削以及小型鈑金件為主，這時滿足用戶數量較少的產品快速交換的需求是每個企業面臨的一個大問題。而大部分小型鈑金料是由模具制造的，對于并不會大批量的小型零件，需要花費時間和成本去對模具進行設計和制造，而隨著激光切割技術的應用，對于個別小型鈑金零件，完全可以使用激光切割來之間解決，對于無切割的鈑金料，也可以用激光切割來幫助鈑金模具的生產，并且對于需求量小的材料，完全可以通過薄片少量生產，而且可以及時對于需求、生產中出現的另外要求隨時進行修改，而激光切割的應用大大的提高的對于小型鈑金件以及無切割鈑金件的生產效率，同時幫助企業降低了生產成本，有效的增加了企業的競爭力，并且隨著工藝的熟練和經驗的提高，也可以加快產品的開發[3]而目前的市場需求，加強了對于產品的多樣性的要求，使用鈑金切割技術幫助模具的設計以及開發，可以讓企業更好的把握市場。對比傳統的鈑金模具以及模具的生產方法由激光切割所生產的模具精度更高，質量更好。

1.2 鈑金薄板的切割

對于鈑金的薄板切割，尤其是對精度、質量要求較高的鈑金薄板的切割，傳統的機械切割方法難以滿足需求，不但加工效率低下，對于精度的要求也難以達到，在切割后常常要進行二次加工，并且在加工過程中的靈活性較差，而且不能同數控技術一同結合，不具備自動加工的能力，也影響了成本[4]。而激光切割可以運用數控數據，只要輸入相關參數，就可以進行加工。切割也可以對復雜零件進行全自動高精度的加工。根據不同的切割要求，激光光源的功率范圍為5W～90KW。激光源的功率通常為100W和1500W，用于切割金屬板。當切割寬度在0.15mm和0.2mm之間時，激光陀螺的輸出功率應小于1500W，100W到152W。光源的模式是單模振蕩，切割面相對平坦。當溝槽寬度約為1mm時，激光源的輸出功率達到。速度應大于1500千瓦。在激光切割進行中，也可以使用自動技術將多種加工相結合，實現全自動加工步驟。運用激光切割和其它設備的連接，使加工一體化，在同一設備中可以進行多種加工，提高了加工效率，同其它設備相連接的生產模式，也令產品的精度得到了提升。激光切割技術不僅僅能夠幫助產品的成型切割，對于半成品和成品的鉆孔和打孔技術，尋找合適的打孔點采取爆破穿孔和脈沖穿孔[5]。爆破穿孔技術具有效率高，成本低，采取連續的激光對材料進行燒蝕以此達到打孔的目的，而脈沖穿孔技術則是使用脈沖激光來熔化材料的表面，對比爆破穿孔技術，精度更高，對于材料的損耗更小，更為常用。

2 實驗對比分析

采用傳統的機械切割方法與激光切割技術，在使用同一種鈑金材料下進行對比實驗，機械切割方法的的主軸轉速為4000r/min，線速度200m/min，電動機功率為5.5KW。激光切割的參數為，激光功率P=2800W，氮氣氣壓p=0.7MPa切割速度為1500mm/min。本次實驗，共進行了5次切割實驗，實驗結果如圖1所示。

圖1 機械切割與激光切割對比圖

如圖1所示，使用機械切割和激光切割方法進行比較性實驗，用切割實驗中產品的粗糙度來確認兩者的精度對比，激光切割技術的產品粗糙度均低于機械切割技術，而且隨著切割次數的增加，機械切割的刀具逐漸磨損，使得產品的粗糙度對比更加明顯。

3 結語

本文對激光切割技術在鈑金加工中的應用方法進行了相關研究，激光切割對于企業模具的生產縮減了生產成本以及設計時間，對于鈑金薄板的切割，實現了一體化，數控化，自動化。不光提高了質量，也讓整體加工更具效率。并且對于機械切割和激光切割的精度對比，進行了對比實驗分析。經本文研究激光切割對比傳統的切割方法在加工鈑金材料上具有較大的優勢。