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激光切割機(jī)概況

    1960年5月15日，美國科學(xué)家梅曼在其加利福尼亞州休斯實(shí)驗(yàn)室用紅寶石作為發(fā)光物質(zhì)獲得了波長為0.6943μm的激光。這是人類有史以來獲得的第一束激光。隨著激光器制造技術(shù)的進(jìn)步，以及與數(shù)控機(jī)床的充分融合，激光切割、激光焊接、激光熱處理、激光熔覆、激光毛化、激光弱化、激光打標(biāo)、3D打印等激光加工技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到快速應(yīng)用。

   全球已生產(chǎn)、銷售的用于激光加工領(lǐng)域的工業(yè)激光器中，約有40%以上用作激光切割。作為工業(yè)激光應(yīng)用的主力軍，激光切割技術(shù)起步于20世紀(jì)70年代，80年代和90年代逐步得到廣泛應(yīng)用。在中國，80年代初期已開始研制激光切割機(jī)，但由于光學(xué)核心器件等原因，發(fā)展較為緩慢。進(jìn)入新世紀(jì)以來，激光切割機(jī)全面進(jìn)入大批量制造和市場應(yīng)用階段，為鈑金加工行業(yè)進(jìn)步日益貢獻(xiàn)著先進(jìn)制造的力量。如今，中國日益成為激光切割機(jī)制造大國，也是全球激光切割機(jī)最重要的市場之一。

1、激光切割機(jī)的分類

   激光切割機(jī)屬于熱切割范疇，其以激光器發(fā)射產(chǎn)生的激光作為光源，通過導(dǎo)光傳輸至聚焦鏡頭，并由此得到高功率密度的激光束照射到鈑金表面使其達(dá)到熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，輔以與光束同軸的高壓氣體將熔化或汽化的材料吹走，并借助NC控制技術(shù)控制激光輸出及機(jī)械傳動，使聚焦激光束與鈑金相對位置移動，對金屬材料或非金屬材料打孔、形成切縫，并按照設(shè)定好的路徑進(jìn)行切割加工，從而得到某種幾何零件。

   激光切割機(jī)種類繁多，也有不同的分類標(biāo)準(zhǔn)。以下分多個(gè)角度，對激光切割機(jī)進(jìn)行分類，并做相應(yīng)說明。

   1）按切割材料類型分類，有金屬激光切割機(jī)和非金屬激光切割機(jī)。毋庸諱言，在鈑金行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，均采用金屬激光切割機(jī)。

   2）按激光器類型分類，有光纖激光切割機(jī)、CO?氣體激光切割機(jī)，以及業(yè)已被淘汰的YAG激光切割機(jī)。現(xiàn)在國內(nèi)市場上生產(chǎn)銷售的激光切割機(jī)，光纖激光切割機(jī)日益取代CO?氣體激光切割機(jī)，成為市場應(yīng)用的主流。

   3）按激光器輸出功率分類，有高功率激光切割機(jī)、中功率激光切割機(jī)、低小功率激光切割機(jī)。事實(shí)上，不同類型的激光器，功率區(qū)間的劃分是不同的。而在鈑金加工行業(yè)應(yīng)用的激光器，現(xiàn)今以高功率光纖激光切割機(jī)為主。

   4)按切割板材幅面分類，有標(biāo)準(zhǔn)幅面激光切割機(jī)、大幅面激光切割機(jī)。前者如3000mm×1500mm、4000mm×2000mm、6000mm×2000mm、8000mm×2000mm等。后者的機(jī)床X軸方向切割長度多在8000mm以上，Y軸方向切割寬度多在2500mm。如，大族激光智能裝備集團(tuán)旗下G12030F型激光切割機(jī)，切割幅面為12000mm×3000mm，即屬于大幅面激光切割機(jī)。

    5)按切割板材幾何形狀分類，有平面激光切割機(jī)、機(jī)器人激光切割機(jī)、三維五軸激光切割機(jī)等。前者僅對平面板材進(jìn)行切割加工；中、后者可對三維板材進(jìn)行切割加工。

    6)按切割機(jī)床結(jié)構(gòu)形式分類，有懸臂式激光切割機(jī)、龍門式激光切割機(jī)。前者在切割機(jī)發(fā)展初期，被采用較多，由于采用開放式結(jié)構(gòu)，上下料方便，且造價(jià)較低，受到中、小業(yè)主的歡迎。但是由于其動態(tài)性能欠佳，精度較低，現(xiàn)已逐漸淡出市場。以德國通快、瑞士百超、大族激光為代表的主流激光切割機(jī)制造商的全系列產(chǎn)品，均為落地龍門式激光切割機(jī)，其X軸采用雙邊驅(qū)動方式，動態(tài)性能好、切割效率高，長期運(yùn)行穩(wěn)定可靠，成為市場的主宰。

    7）按光路結(jié)構(gòu)分類，有混合光路激光切割機(jī)、飛行光路式激光切割機(jī)。前者主要以早期固定龍門式機(jī)床為代表，現(xiàn)今已被淘汰。現(xiàn)在市面上銷售和應(yīng)用的激光切割機(jī)，均是飛行光路式激光切割機(jī)。

    8）按工作臺結(jié)構(gòu)分類，有固定工作臺式激光切割機(jī)、交換工作臺式激光切割機(jī)。由于采用交換工作臺結(jié)構(gòu)，板材上下料方便，縮短了上下料待機(jī)時(shí)間，并可與自動上下料搭配，可實(shí)現(xiàn)無人值守的激光切割作業(yè)。