1激光切割
激光与激光切割机
激光是一种单色性能最好、超高亮度、能量密度大、性能优良的单色光，激光定向具有独特性，广泛应用于激光标签、激光光谱、激光测试距离、激光雷达、激光切割、激光武器、激光光盘、激光指示器、激光滤波器、激光美容、激光扫描、激光快速原型识别、激光成像等领域。从长远角度来看，激光能够在很多方面得到应用，具有良好的发展前景。激光加工技术在钣金工艺金属加工技术中占有重要地位，极大地提高了劳动力市场金属加工的生产率。使用激光切割机可以大大缩短加工周期，提高加工精度，加快产品开发，同时也降低了成本。这就使得众多厂家开始关注其发展，也逐渐将其运用到钣金工艺切割的过程中。在金属加工中，激光切割机可以缩短加工周期，提高加工精度，排除烧结替代品，从而以极高的精度加工更复杂的产品。
激光切割钣金工艺的原理
激光切割钣金工艺的具体原理是激光切割机将激光集中在待加工金属表面的任意点上，激光的光能转化为热能。这一过程可以在很短的时间内使激光辐射点的温度迅速上升，达到金属的熔点，然后上升到其沸点，金属开始熔化，然后蒸发，之后激光辐射点变成一个小开口。目前，激光切割机已经设置了移动式，在激光切割机的控制下，激光束开始沿着设定的路径移动。在这个过程中，切割金属的表面被液化和气化，激光束通过的路径会留下一个小孔。
2激光切割实际应用现状
2.1激光切割技术发展现状
我国工业体系中，激光技术主要在切割、标记、焊接、热处理加工等方面，从起步来说，我国激光切割工业相较西方发达国家更晚，基础薄弱，因此激光加工技术还有巨大提升空间。
2.2融合软件优势，令钣金材料利用率提升
以G4020F-IPG2500型号的激光切割机为例，在应用软件方面，该型号激光切割机主要采用大族激光切割控制软件V5.0，在优化排料方面具有更好的辅助功能。在定尺材料方面，优化排料功能能够允许使用者排列不同零件，零件材料厚度需要保持一致，优化排料功能正好可以将钣金切割的开料环节省去，一方面可以大幅减少装夹频率，也能有效减少工作时长。除此之外，该型号激光切割机兼具“飞行光路”功能，在切割速度上相较传统切割方式更快，并且省略了加紧被切割钣金材料，降低了死区问题带来的负面影响。在编排切割方案方面，也能尽量优化，令材料节能和加工效率不断提升。
3钣金工艺激光切割工艺的具体优化方法及实际应用研究
3.1钣金工艺激光切割工艺基本技术
钣金工艺切割加工步骤如下：初步试验、试验生产和确定生产过程并对生产步骤产品进行试验，及时与客户沟通，得到相应的加工评价，然后进行批量生产。钣金工艺车间应及时通知顾客并与顾客讨论，确定的内容包括产品要求的技术目标、技术保密协议、产品专利管理、设计体系和图纸等，相关技术的处理和产品的具体供应量、时间。对应合同必须由技术主管部门签订，并明确相关权利用于处理、配合金属板的修复，其技术内容应保密，使其产品不受侵犯，这在整个的车间运作中占有很重要的份额。钣金工艺切割技术人员必须熟悉激光加工设备的特点，了解激光加工设备的位置，做好维修工作，与此同时，还必须了解激光加工设备的特性，要尽可能完善各方面的工艺，激光加工过程中应及时进行外观检查，包括宏观和微观检测，并观察激光切割的各项数据，相应的监测区域包括可记录激光发电机、激光切割区、计算机控制区、原料进料区、成品切割区、物资转化厂工区，在这些区域配备技术人员，使他们能够在原钣金工艺和成品的切割区域工作，而其他区域的工作可以由计算机自动控制。高精度激光电源功率从5 W～90 000 W不等。钣金工艺构件激光切割主要采用功率为100 W～1 500 W的激光器。激光源输出功率＜1 500 W时，激光源为单模振动模式，断电后清洁平整。当激光源功率＞1 500 W时，激光源为多种形式的振荡模式，可切割宽度为1 mm，但切割后有少量污垢。冷板切割必须使用空气、氧气、氮气等辅助气体，氮气能防止切割过程中切割表面氧化。氮气会堵塞交叉口防止氧化。在金属加工车间可以利用CAD或CAM技术对工件模型和激光加工中的数据和加工参数进行加工。自动的钣金激光切割工艺可以在具体的操作中自动更换模具，这样可以减少生产准备时间和生产成本。
3.2切割算法的实现
在激光切割算法有一种特殊的欧拉图，其是钣金激光切割工艺非常重要的属性。从欧拉图的任一顶点出发都能求得一条欧拉回路。其中如果图G（V，E）中各顶点的度数均为偶数，则G图一定是个欧拉图。另外如果G图中除2个顶点Vi，Vj的度数为奇数外，其他顶点的度数均为偶数，则一定存在从Vi到Vj的一条路径，经过了各边且无重复，即构成了欧拉回路，求得欧拉回路后，再去掉Vi与Vj间补加的边，即得到Vi到Vj的欧拉通路。我们可以利用欧拉图的原理对共边排样零件进行共边切割，对于欧拉图来说，由于割嘴只需打一次孔，所以对这种方法的共边切割简称“一笔画”共边切割。图1所示是一个欧拉图，它可以无重复边一笔绘出，其遍历分别为：P1：V1-V6-V2-V5-V3-V4；P2：V2-V1-V3-V6-V4-V5；P3：V3-V2-V4-V1-V5-V6。
图1 多变切割欧拉图
3.3需要提升改变的方面
首先要有一个激光切割技术的完整控制系统，输入切割钣金工艺图后，系统可以将设计图或者工艺图自动地添加到操作版面上。布局功能是钣金工艺切割系统的核心，传统的模式是由专业技术人员手工布置，主要依靠人们的经验。如果组件的类型相对较小，整体的组装过程会比较顺利也比较简单。但是，如果组件的类型比较大，工作负载则相对较高。目前企业竞争非常激烈，产品更新换代也很快。一个好的系统自动设定功能不仅可以提高公司的生产效率，而且可以通过提高钣金工艺的利用效率为公司节省成本。对于激光切割钣金工艺来说，需要规划切断线、钻孔点位置、切断点方向、切断线等工序，以此来确保切割和切割钣金工艺的有效性和质量。部件定位后，钣金工艺的二维切割子图布局算法的应用显著提高了钣金工艺使用率。但是如果钣金工艺放置后的后续切割不能保证钣金工艺的有效性，不能提高切割效率或者降低工程的成本，就有必要对切割钣金工艺进行优化，以满足生产的要求。优化主要涉及场地设计、冲击点、部件变形、点处理等。
4结束语
激光切割机在钣金加工中的应用逐渐广泛，在信息时代，激光切割未来还有较大发展空间，企业应当重视该技术的应用，充分发挥激光切割技术优势，提升钣金切割的产品质量。
参考文献
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