
從現代激光切割、焊接機的應用領(lǐng)域和用戶(hù)提出的技術(shù)要求來(lái)看,激光切割、焊接今后的發(fā)展方向無(wú)疑是高功率、大幅面、高效率、一次成型、高智能化。
這里主要闡述的是CO2激光切割機和光纖激光切割機加工的不同之處:首先,作為主流的傳統的激光切割、焊接設備都采用CO2激光器,可以穩定切割20mm以?xún)鹊奶间摚?0mm以?xún)鹊牟讳P鋼,8mm以下的鋁合金。光纖激光器在切割4mm以?xún)鹊谋“鍟r(shí)優(yōu)勢明顯,受固體激光波長(cháng)的影響它在切割厚板時(shí)質(zhì)量較差。激光切割機也不是萬(wàn)能的,CO2激光器的波長(cháng)為10.6um,固體激光器如YAG或光纖激光器的波長(cháng)為1.06um,前者比較容易被非金屬吸收,可以高質(zhì)量地切割木材、亞克力、PP、有機玻璃等非金屬材料,后者卻不易被非金屬吸收,故不能切割非金屬材料,但兩種激光在碰到銅、銀、純鋁等高反射材質(zhì)時(shí)都無(wú)可奈何。
其次,正是由于CO2和光纖激光兩者的波長(cháng)相差一個(gè)數量級,前者是不能用光纖傳輸的,后者可以用光纖傳輸,大大增加了加工的柔性化程度。早期在光纖激光器推出市場(chǎng)之前,為了實(shí)現三維加工,我們采用光關(guān)節技術(shù)通過(guò)高度精密配合的動(dòng)態(tài)的組合反射鏡系統將CO2激光導到三維曲面表面,實(shí)現CO2激光的三維加工,這種技術(shù)因為國內精密加工技術(shù)的限制主要掌握在極少數歐美發(fā)達國家手里,價(jià)格昂貴,維護要求高,在光纖激光的市場(chǎng)份額逐漸擴大的同時(shí)已經(jīng)逐漸失去其市場(chǎng)。而光纖激光由于它可以通過(guò)光纖傳輸,柔性化程度空前提高,特別是針對汽車(chē)行業(yè),由于基本上都是1mm左右的薄板曲面加工,光纖激光配合同樣柔性化的機器人系統,成本低,故障點(diǎn)少,維護方便,速度奇快,當仁不讓地穩穩占領(lǐng)了這塊市場(chǎng)。
再次,光纖激光的光電轉化率高達25%以上,而CO2激光的光電轉化率只有10%左右,在電費消耗、配套冷卻系統等方面光纖激光的優(yōu)勢相當明顯,要是光纖激光的生產(chǎn)廠(chǎng)家更多一些,價(jià)格再合適一點(diǎn),并解決了厚板切割工藝,CO2激光受到的威脅將會(huì )是巨大的。不過(guò),光纖激光作為一種新興的激光技術(shù),普及程度遠遠不如CO2激光,其穩定可靠性、售后服務(wù)的便利性還有待市場(chǎng)的長(cháng)期觀(guān)察。
值得一提的是,根據國際安全標準,激光危害等級分4級,CO2激光屬于危害最小的一級,而光纖激光由于波長(cháng)短對人體由于是眼睛的傷害大,屬于危害最大的一級,出于安全考慮,光纖激光加工需要全封閉的環(huán)境。
另外,光纖激光器搭配機器人的柔性加工系統在汽車(chē)行業(yè)及配套產(chǎn)業(yè)的高地位由來(lái)已久,以往是被國外集成商所壟斷,近年來(lái)由于金融危機及汽車(chē)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升,尤其是國內激光技術(shù)高端廠(chǎng)家在國家政策的支持下對技術(shù)的攻關(guān),不少?lài)馄?chē)中高端品牌和民族品牌首嘗螃蟹,國外超高價(jià)格的那份高傲和神秘面紗被揭開(kāi)、撕裂,在近幾年給汽車(chē)用戶(hù)提供的汽車(chē)白車(chē)身焊接、汽車(chē)儀表板激光弱化、汽車(chē)安全氣囊激光焊接、汽車(chē)保險杠、車(chē)門(mén)、中柱等機器人柔性切割、汽車(chē)保險杠激光焊接、汽車(chē)排氣管在線(xiàn)焊接系統、汽車(chē)變檔套激光自動(dòng)切割設備等等,在用戶(hù)現場(chǎng)24小時(shí)穩定高效生產(chǎn),讓用戶(hù)盛贊的同時(shí)也讓國外集成商大呼“狼來(lái)了”!
綜上所述,激光應用的方向應該是高功率的CO2激光應用在更穩定、更大幅面、更快速的機床上。針對2mm以下的曲面加工,光纖激光則是更有優(yōu)勢。
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