《激光切割技术及设备》课件.ppt

*************************************管材激光切割机精密切割能力管材激光切割机能够在圆管、方管、椭圆管等各类型材上实现高精度切割。先进设备可实现±0.1mm的切割精度，切口光滑，几乎不需要后续处理。系统能自动补偿材料变形和壁厚变化，确保切割质量。设备结构特点典型管材激光切割机由进料系统、夹持旋转系统、切割系统和出料系统组成。关键技术是材料旋转定位系统，需确保管材精确旋转的同时保持轴向固定。高端设备配备自动上料和多轴联动功能，实现全自动化生产。应用与优势主要应用于家具、健身器材、汽车底盘、农业机械等领域，用于加工各类管状构件。相比传统加工方法，激光切割无需模具，能快速切换不同规格和形状，且能实现复杂的切口形状，如斜口、鞍形口、多角度开孔等，大幅拓展了设计空间。管材激光切割机是针对管材和型材加工的专用设备，近年来随着光纤激光器的普及和控制技术的进步，市场应用迅速扩大。它实现了从传统的多工序、多设备加工向一站式加工的转变，显著提高了生产效率和材料利用率。激光切割机器人系统组成工业机器人本体、激光切割头、激光器、控制系统和安全防护装置灵活性优势6轴或更多自由度，工作空间大，能适应各种复杂形状工件编程方式离线编程与示教编程结合，支持CAD模型直接导入轨迹生成系统集成可与视觉系统、自动上下料装置等集成，实现智能化生产激光切割机器人结合了工业机器人的灵活性和激光切割的高效性，适用于形状复杂、批量小、变化频繁的三维工件加工。典型应用包括汽车车身零部件、航空结构件、船舶构件和大型金属结构等。与固定式三维激光切割机相比，激光切割机器人具有更大的工作空间和更高的适应性，但在精度和稳定性方面略有不足。现代系统通过先进的轨迹规划和实时姿态调整算法，已将精度提升至±0.1mm量级，能满足大多数工业应用需求。第五部分：可切割材料材料类别典型材料适用激光类型工艺特点金属材料碳钢、不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金光纤/CO?/YAG熔融切割、氧化切割塑料材料亚克力、PVC、ABS、PE、PPCO?蒸发切割、熔融切割木质材料实木、胶合板、MDF、密度板CO?蒸发切割无机非金属玻璃、陶瓷、石英CO?/紫外激光控制断裂切割复合材料碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料CO?/光纤蒸发切割激光切割技术的一大优势是适用材料范围广，几乎所有工业用材料都可以通过选择合适的激光器和工艺参数进行切割。不同材料对激光的吸收特性和热物理性质差异很大，需要针对性调整工艺参数以获得最佳切割效果。金属材料切割金属材料是激光切割的主要应用对象。不同金属材料对激光的吸收率和热物理特性各不相同，需要选择合适的激光器和工艺参数。碳钢和低合金钢通常采用氧化切割工艺，利用氧气辅助提高切割速度；不锈钢和铝合金则多采用氮气辅助的熔融切割，避免氧化并获得光亮切口。反射率高的材料（如铜、铝）切割难度较大，传统上需要使用高功率激光器。现代光纤激光器凭借更短的波长（约1.06μm）和更高的光束质量，大幅提高了对这类材料的切割能力。切割厚度方面，碳钢可达30mm以上，不锈钢可达20mm，铝合金可达15mm，具体取决于激光器功率和工艺优化程度。非金属材料切割塑料材料亚克力、PVC、ABS等，切割速度快，边缘光滑木质材料实木、胶合板、MDF，切口略有碳化纸质材料纸张、纸板、标签纸，无变形高精度纺织材料布料、皮革、无纺布，切口封边不散丝玻璃材料特种玻璃、光学玻璃，控制断裂无碎屑非金属材料切割主要使用CO?激光器，波长10.6μm的激光对大多数有机材料有良好的吸收率。切割工艺主要为蒸发切割，材料直接被激光能量汽化。不同于金属材料，非金属切割通常不需要高压辅助气体，多使用低压压缩空气或氮气辅助吹除切割产生的烟尘。非金属材料激光切割的优势在于切口光滑、精度高、热影响区小、几乎无变形。特别适合精细图案和小型零件的加工，被广泛应用于广告制作、包装印刷、模型制作和精密电子等领域。复合材料切割碳纤维复合材料(CFRP)碳纤维复合材料具有高强度、低密度特性，广泛用于航空航天和高端运动器材。激光切割CFRP需要考虑热损伤控制，通常采用短脉冲高峰值功率激光，并搭配高速扫描策略。最新研究表明，紫外激光和超短脉冲激光能显著提高切割质量。玻璃纤维复合材料(GFRP)玻璃纤维复合材料价格适中，应用广泛。激光切割GFRP时面临的主要挑战是减少切缝边缘的粗糙度和分层现象。优化后的CO?激光切割工艺已能实现较好的切割效果，关键是控制合适的功率密度和扫描速度，避免过热导致的树脂基体过度分解。金属-非金属复合材料如铝塑板、镀