武汉铝切机--武汉铝切机供应厂家
铝切机供应厂家讲解铝切机切割技术
最适合切割用的激光器有两种:CO2激光器和高功率CW-YAG激光器。后者由于价格昂贵,一般用得少。目前还是以CO2激光器为主,因为其输出功率高,转换频率高,既可连续工作,又可脉冲工作,波长为10.6m,易于被材料吸收。
由于复合材料对CO2激光束产生的红外射线的吸收率高,在低功率密度(102~103)W/cm2下可进行深透加工,因此激光束适合切割复合材料。与其它方法相比,激光切割具有以下突出优点。
1)切缝窄,通常为0.1mm~0.4mm,材料利用率高。
2)激光作用时间短,约为(10-1~10-4)s,所以激光切割的热影响区小,约为0.06mm~0.1mm.
3)激光切割的深宽比大,对于复合材料可达100以上。
4)激光切割速度快,切割硼/环氧复合材料的速度可达12m/min;而切割丙烯板材为机械切割法的7倍。
5)激光既能切割平面工件,又能切割、加工立体工件,激光能量是无接触传送的,所以切割硬脆材料能防止碎裂。用激光束可较好地切割小于0.5mm厚的薄材。
6)由于激光切割属于点切割,其加工灵活性好。可根据需要,从板材的任一点开始切割形状复杂和有尖角的零件。
7)对环境无污染,切割时无振动、无噪声、无尘、烟雾少。
激光切割与数控技术结合,可实现自动化。数控切割的优点是:不用划线;零件形状变化时,只需改变程序,无需更换工具就能切割各种形状零件,效率提高8~20倍;可套切,且加工精度和重复精度高,可节省材料20~30.如600WCW-CO2激光器可切割各种复合材料,切缝宽为0.13mm,实际加工公差为±0.001;不需要刚性夹紧,工件不受力,可切割易变形的薄板零件。
武汉铝切机--由于航空航天工业对复合材料产品需求量的增加,用激光切割复合材料变得越来越重要。用机械切割2.45mm厚的环氧基复合材料,需要手工修整和热封,加工一个零件需要12h~14h,而数控激光切割仅需5min,效率提高150倍。
在356mm厚的凯芙拉/环氧预浸料板上切割16个直径为232mm的圆盘,用激光切割可取代两台带锯、1台车床和两台钻床,所需时间为5min.
激光切割和机械加工两者所用的试件均由3.5mm厚的凯芙拉49/环氧预浸料制成。抗拉强度试验表明,激光切割的试件平均模量为34GPa,平均抗拉强度为580GPa,而机械加工的分别为31.9GPa和550GPa.
由上可知,激光切割经济效益显著,尽管激光切割机价格比普通切割机高2~3倍,但激光切割机的折旧时间很短,在生产中充分利用设备的情况下,一年之内即可收回设备投资。所以在美国和日本,激光切割加工占切割加工的25.
激光切割复合材料通常不产生熔化反应,熔化的材料周围不像金属那样形成蒸汽柱。材料成分(树脂和纤维)的性质大大地影响产生热的机理,一般蒸发纤维所需能量比蒸发树脂的高,因此切割复合材料所需的功率主要取决于纤维的种类及其含量。
这些材料具有不同的热特性,通常所采用的典型值,因此,在切割复合材料时,当某一部分可进行高速切割,而其它部分只能用低速切割时,如果用低速切割这部分材料,则对另一部分材料有熔融、塌边及炭化等恶劣影响,并在加工具有空腔那样不均匀的材料时,这些影响则会使加速气流产生紊流,其结果形成不规则的切割面。这是由于激光所产生的热量足以引起树脂蒸发,从而引起树脂富集区内的纤维蒸发所致。对于这种情况,需要高速切割,而且要功率极大的激光器,采用这种工艺可切割传统方法难以切割的复合材料。
凯芙拉纤维是随航空航天工业发展而普及的一种材料,也是非常坚硬的材料,以前用金刚石/硬质合金刀具切割,刀刃极易变钝,一般只能保持几分钟。使用目前的技术,用250WCO2激光器,以12m/min的速度能够切割1.2mm厚的凯芙拉/环氧复合材料,用1kWCO2激光器能够切割的厚度为9.5mm.为了避免切割面产生炭化,必须采用峰值功率极高的脉冲激光束。同样,切割玻璃纤维,特别是碳纤维时,切割面也容易炭化,这是由于碳纤维的导热性很好,切割时产生的热很快分散到周围的基体上,结果树脂受热而蒸发或燃烧所致。
影响切割质量的基本参数是:激光功率、工件材料、厚度、层数、焦距、辅助气体和喷嘴设计。功率越大,可切割的厚度越大;切割速度越高,以保证有足够的功率密度。厚的板材要求采用的焦距比薄板的长,以避免蒸发材料时消耗功率。切割时通过喷嘴将辅助气体(如惰性气体N2,A)与激光束同轴向同时喷射到工件上,可吹去熔化物,防止破碎或燃烧。
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