三維五軸光纖激光切割機(jī)技術(shù)發(fā)展背景

三維五軸光纖激光切割機(jī)被譽(yù)為大功率激光加工設(shè)備皇冠上的明珠。它主要用于切割孔和修剪邊緣的三維不規(guī)則表面，而不是打孔模具和修剪模具。早期，國(guó)內(nèi)采用手動(dòng)等離子切割三維工作件，切割效果不理想。近年來，我國(guó)研制了機(jī)器人三維激光切割機(jī)，切割效果得到了一定程度的提高。但由于機(jī)器人精度低，切割精度不高，已應(yīng)用于一些要求低的行業(yè)。在汽車沖壓模具行業(yè)，切割精度要求很高。三維五軸光纖激光切割機(jī)由于生產(chǎn)效率高、性能穩(wěn)定而廣受歡迎，但主要市場(chǎng)被國(guó)外設(shè)備所壟斷。

技術(shù)發(fā)展背景

三維五軸光纖激光切割機(jī)是集光學(xué)、機(jī)械、電力、氣等為一體的高端機(jī)床設(shè)備。它用于汽車工業(yè)、模具工業(yè)、軍工和航空航天工業(yè)、家用電器工業(yè)和特殊形狀的管材切割，主要用于彎曲板材的金屬切割。

三維五軸激光切割技術(shù)從20世紀(jì)90年代開始發(fā)展起來。只有德國(guó)和意大利公司參與技術(shù)的開發(fā)和生產(chǎn)，市場(chǎng)基本上被這兩家公司壟斷。2008年以后，日本NTC和日本三菱公司研制出低加速、低速、高精度的三維五軸CO2激光切割機(jī)。但長(zhǎng)期以來，三維五軸激光切割機(jī)主要用于研發(fā)和小批量試生產(chǎn)，修剪和孔切割沖壓三維部件，取代了傳統(tǒng)的修剪模具和沖壓模具，縮短了新產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低了制造成本，因此年市場(chǎng)銷量較少。在中國(guó)市場(chǎng)，市場(chǎng)需求一般在每年30-40臺(tái)左右。

然而，由于汽車熱成型技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，市場(chǎng)需求不足的局面已經(jīng)改變。汽車熱成型生產(chǎn)線一般配備4-5臺(tái)三維五軸激光切割機(jī)，市場(chǎng)需求旺盛。截至目前，全球有近450條汽車熱成型生產(chǎn)線，三維五軸激光切割機(jī)約2000臺(tái)。中國(guó)有近170條熱成型生產(chǎn)線，三維五軸激光切割機(jī)約700臺(tái)。

鋼板熱成型技術(shù)是指鋼板在950°C下加熱一次，然后快速冷卻，從而全面提高鋼板的強(qiáng)度。產(chǎn)量強(qiáng)度超過1000MPa。車身使用后，車重不增加，承載能力增加30%，安全性能顯著提高。由于鋼板強(qiáng)度大，傳統(tǒng)的修剪模具和沖壓模具由于鋼板強(qiáng)度高而無法進(jìn)行修剪和沖壓，因此只能使用激光進(jìn)行生產(chǎn)，使三維五軸激光切割產(chǎn)品進(jìn)入汽車批量生產(chǎn)線，成為不可替代的生產(chǎn)過程。

普通鋼板的產(chǎn)量強(qiáng)度為140MPa，適合觀光車和纜車：高強(qiáng)度鋼板的產(chǎn)量強(qiáng)度為180-240mpa，適用于卡車、叉車、客車、挖掘機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等：高強(qiáng)度鋼板的產(chǎn)量強(qiáng)度為260-320mpa，適合經(jīng)濟(jì)型轎車和SUV：超強(qiáng)鋼板的產(chǎn)量強(qiáng)度為340-700mpa，適用于高端車和SUV，熱成型鋼板的產(chǎn)量強(qiáng)度在1000MPa以上，普通熱成型鋼板的產(chǎn)量強(qiáng)度在1500MPa左右。目前，材料生產(chǎn)企業(yè)正在開發(fā)熱成型鋼板，產(chǎn)量強(qiáng)度在2000mPa左右，越來越多的超高強(qiáng)度鋼板在汽車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，這使得三維五軸激光切割機(jī)產(chǎn)品得到越來越多的應(yīng)用。