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万瓦级激光切割设备突破关键技术?

  激光切割加工装备总的发展趋势是功率更高、速度更快、幅面更大、切割更厚、断面更亮、更平直。当下激光产业的发展越来越有活力,光纤激光器的功率技术和与之相适应的光学元器件技术不断取得突破,势必推动激光切割机的装机功率不断攀升。万瓦级激光装备所突破的关键技术,主要有以下几点:

(1)光源技术。激光装备功率要突破万瓦级,首先需实现可靠稳定的光源技术。

(2)光束传导技术。激光传导的整个光路必须严格密闭,不得与外界有介质交换,而且须在洁净空间内安装和清洁光学器件。

(3)高动态设计与伺服驱动。研制高刚性、高强度、轻质移动功能部件,经有限元FEM算法,采用高稳定性结构,辅以高响应、高精度伺服驱动,提升整体传动链的动态性能。

(4)智能切割控制系统。智能切割控制系统可对切割状态监视器反馈的数据进行实时分析,并依此适时调整切割工艺参数,控制切割辅助气体组分,改变焦点位置,保证加工质量,提升加工效率。主要功能有智能化焦点搜索、高速穿孔、切割状态监测等。

(5)切割区域防热源渗透技术。切割过程中,万瓦级功率激光经聚焦其能量密度可达50kW/mm2,除作用在被加工板材上以外,大量的能量穿过割缝投射到机床床体上,因此隔热防烧措施尤显突出,例如提高切割板材支撑箱体的强度和刚性,增加剑栅宽度和厚度及采用耐切割材质等。

(6)超高速、稳态气流喷嘴技术。当应用万瓦级激光切割50mm厚不锈钢时,测试结果证明拉法尔喷嘴是高压厚板快速切割工艺最佳的结构形式,其超高速、高压稳态气流,作用在切缝入口和切口内部,形成稳定和高质量的切割。