切割切割技术的现状技术的发展趋势

2024-09-14

  切割(cutting)是一种物理动作。狭义的切割是指用刀等利器将物体(如食物、木料等硬度较低的物体)切开;广义的切割是指利用工具,星空体育官网如机床、火焰等将物体,使物体在压力或高温的作用下断开。

  随着现代机械加工业的蓬勃发展,对产品切割质量、精度要求的不断提高,高智能、高效率、低生产成本的自动切割机的越来越广泛的被应用,柔性材材料加工流水线和切割机器人的应用将被推广。

  随着网络技术的普及应用,企业可组成局域网,组成计算机集成制造系统 ,也可构成虚拟制造系统,实现远程通讯 ,远程控制 ,远程诊断故障和售后服务。因此功能完善的智能化的控制机和相应的软件开发,各类柔性切割线的研究开发也是未来的一个重要方向。

  硅片切割的常见方法目前,采用硅片切割方法有内圆切割和自由磨粒的多线切割两种,而固定磨粒线锯实质上是一种用线性刀具替代环型刀具的内圆切割。在这两种切割方法...[查看全部]

  激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,星空体育官网从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。

  近年来,激光切割技术在各个领域发展迅速,从2011年ZG国际工业博览会之金属加工与数控机床展览会上看出,激光加工机床在金属和非金属加工中占据了相当大的比重。其中在汽车工业中的应用Z具有代表性,从汽车顶棚的激光焊接、挡风板的激光切割、底板的激光拼焊以及车身覆盖件三维轮廓的激光切割等。

  激光切割加工中没有“刀具”的磨损,工件不受切割力的影响。相对传统方法,激光切割的切割效率可以提高8~20倍,更能够节省15%~30%的材料。

  欧洲、美国、和日本等工业较发达国家的激光加工机和工业激光器的生产和销售也在逐年递增,应用的领域越来越广泛。在用于激光加工领域的工业激光器中有超过40%的激光器是用来作切割的。相比而言,日本在激光加工工艺等方面的研究更是走在世界的前列,在车门制造过程中使钢板切割、焊接和压模成形一体化,而且取得了很大的进展。

  在激光切割工艺研究方面,主要集中对激光输出功率、焦点位置、激光模式以及喷嘴形状等问题的研究。早在20世纪70~80年代,美国、日本以及德国等国家已经在大量切割工艺试验的基础上,建立激光切割工艺数据库,在90年代初期国外就相应推出了一些高性能的激光切割系统。

  激光切割是利用大功率、高密度的激光束照射被切割材料,从而以瞬时高温使材料汽化,并蒸发形成孔洞,随着激光光束的位移,孔洞由点成线,形成连续的切缝,从而达到切割材料的效果。近年来,随着电子信息工程和计算机技术的不断成熟和应用,激光切割也实现了数字化控制,切割精度也有了很大提升,推动了机械加工和切割工艺的发展。

  线切割加工是通过电火花的放电原理对零件进行加工,也叫电火花线切割。具体是将工件接入脉冲电源正极,采用钼丝或铜丝作为切割金属丝,将金属丝接高频脉冲电源负极作为工具电极,利用火花放电对加工零件进行切割。

  脉冲电源提供加工能量,加工过程中应用专用的线切割工作液清楚加工中产生的碎屑。在电场的作用下,阴极和阳极表面分别受到电子流和离子流的轰击,使电极间隙内形成瞬时高温热源使局部金属熔化和气化。气化后的工作液和工件材料蒸汽瞬间迅速膨胀,在这种热膨胀以及工作液冲压的共同作用下,熔化和气化的工件材料被抛出放电通道,至此完成一次火花放电过程。

  电火花线切割的加工原理主要依靠电火花放电作用实现。如下图所示,电极丝通过进电块接电源的负极,工件接电源的正极,在正负极间施加脉冲电压,并不断喷注具有一定绝缘性能的工作液,当两电极间的间隙小到一定程度时,由于两电极的微观表面凹凸不平,其点成分布不均匀,离得Z近凸点处的电场强度Z高,机间液体介质被击穿,形成放电通道,电流迅速上升。

  在电场的作用下,通道内的电子高速奔向阳极,正离子奔向阴极,形成火花放电,电子和离子在电场的作用下,高速运动时相互碰撞,阴极和阳极表面分别受到电子流和离子流的轰击,使电极间隙内形成瞬时高温热源(ZX温度高达10 000 ℃),以至于局部金属熔化和气化。气化后的工作液和工件材料蒸汽瞬间迅速膨胀,并具有爆炸特性。

  在这种热膨胀、星空体育官网热爆炸以及工作液冲压的共同作用下,熔化和气化的工件材料被抛出放电通道,至此完成一次火花放电过程。当下一个脉冲到来时,继续重复以上的火花放电过程,从而将工件切割成形。

  缺点:数控切割由于切割效率更高,套料编程更加复杂,如果没有使用或是没有使用好优化套料编程软件,钢材浪费就会更加严重,导致切得越快,切得越多,浪费越多。数控系统即控制器,是数控切割机的心脏,如果没有使用好数控系统,或是数控系统不具备应有的切割工艺和切割经验,导致切割质量问题,从而降低切割效率,造成钢材的浪费,也就丧失了数控切割的自动化,GX率,高质量和高利用率的先进性。