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在許多工業(yè)應(yīng)用中都需要對(duì)2mm以下的板材零部件進(jìn)行激光切割，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、電子行業(yè)和制造業(yè)。典型的示例如圖1所示，且有諸多新的應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。在一個(gè)典型的車(chē)間里，2mm以下的板材占到物料流的30%。光纖激光器在成品質(zhì)量和成本控制方面一向表現(xiàn)優(yōu)秀，尤其適用于板材切割這類(lèi)應(yīng)用，它的運(yùn)行成本比傳統(tǒng)的CO2激光切割系統(tǒng)低，而且切割質(zhì)量也比等離子切割系統(tǒng)要高。

與CO2激光切割系統(tǒng)相比，光纖激光系統(tǒng)能顯著降低運(yùn)行成本，如圖2所示。基于CO2激光器的系統(tǒng)通常需要每周或每月對(duì)光束傳輸?shù)牟糠诌M(jìn)行維護(hù)，才能保證激光切割的性能。然而光纖激光系統(tǒng)則是通過(guò)光纖把能量直接傳輸?shù)角懈铑^，將光束傳輸部分的維護(hù)成本降低了約80%。此外一套400W光纖激光系統(tǒng)的資金成本相比于1kW的CO2激光系統(tǒng)要低25%，相比于3kW的CO2激光系統(tǒng)要低50%

圖1. 2mm以下板材切割的應(yīng)用實(shí)例

圖. 2.使用不用種類(lèi)的激光器加工1mm的不銹鋼板的每年運(yùn)營(yíng)成本對(duì)比圖

等離子切割系統(tǒng)由于其內(nèi)部易損耗部件的消耗，在一段時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)品切割質(zhì)量往往參差不齊，需要經(jīng)常對(duì)易損件進(jìn)行更換。這種切割方法的另一個(gè)缺點(diǎn)就是加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的熱影響區(qū)（HAZ）并且切縫寬度較寬，這樣就較難獲得非常精細(xì)的切割質(zhì)量，也比較浪費(fèi)材料。另一點(diǎn)值得注意的是，采用等離子切割的材料只有一邊是可用的。光纖激光器使用時(shí)則沒(méi)有任何機(jī)械損耗，產(chǎn)品的切割質(zhì)量始終能保持一致。如圖3所示，熱影響區(qū)和切縫都比較小，工件也能緊密地排列在板材上，能獲得十分精細(xì)、高質(zhì)量的切割

Fig. 3. 光纖激光器獲得的較窄的切縫 (1mm不銹鋼薄板，切割速度8.5m/min)

在一個(gè)既定的車(chē)間里，光纖激光器可以加工平板、三維模具組件、管材等，因此它是一個(gè)非常靈活的工業(yè)加工工具。此外，光纖激光器采用了低維護(hù)率和高電光轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

激光切割測(cè)試

切割測(cè)試中使用的是redPOWER系列激光器，結(jié)果如圖4所示，不銹鋼和鋁材的切邊情況見(jiàn)圖5。這些數(shù)據(jù)證明了此系統(tǒng)能達(dá)到較高的切割速度和質(zhì)量。由于該系統(tǒng)的激光聚焦光斑極小，并結(jié)合了優(yōu)質(zhì)的光束質(zhì)量和高功率輸出，因此能得到極好的切邊質(zhì)量，幾乎沒(méi)有廢渣產(chǎn)生，熱影響區(qū)域也很小。

Fig. 4. 小于2mm的低碳鋼、不銹鋼和鋁材使用400W連續(xù)光纖激光器的切割速度對(duì)比圖

Fig. 5. 2mm厚的金屬薄片的切邊處情況(左為鋁材，右為不銹鋼)

排樣

光纖激光切割非常適于高效的排樣組件的切割，典型的排樣切割如圖6所示。由于其切縫窄和較小的熱影響區(qū)，工件能緊密地排列在一起，甚至是連接在一起。使用排樣法時(shí)，光纖激光系統(tǒng)相比于高精度等離子切割能節(jié)省15%的板材，使制造商從高效、節(jié)能、實(shí)用的激光加工系統(tǒng)中獲益。

圖6. 典型的緊湊型切割排樣設(shè)計(jì) (圖片由IBE軟件提供)

結(jié)論

當(dāng)需要對(duì)低于2mm的金屬片進(jìn)行切割等加工時(shí)，redPOWER系列光纖激光器較其他傳統(tǒng)激光器具有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)SPI的光纖激光器都是理想的解決方案，成熟的技術(shù)為您帶來(lái)高質(zhì)量的加工品質(zhì)和較低的成本，使您在生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)中都能拔得頭籌。