“超快的刀”——激光切割在鈑金加工的應用

占據金屬加工三分之一天下的鈑金加工，其應用領域之廣，幾乎出現在各行各業。如果細數鈑金(金屬薄板厚度在6mm以下)的切割工藝，不外乎激光切割、等離子切割、火焰切割、剪板機、沖壓等。這中間，激光切割是超近幾年興起并得到蓬勃發展的，在金屬板材切割領域，從微米級的超薄板到數十毫米的厚板，都可以進行有效的切割。從某種意義上說，激光切割機為鈑金加工帶來了一次工藝革命。相對于傳統切割方式中，激光切割更易懂、易學，并在商家需求的加工效果、速度方面都有著當然的優勢，因此相信在未來的切割方式選擇中，激光切割機將乃大勢所趨。

  那么，激光切割為什么這么牛?先來科普一下與激光切割技術有關的一些起源和原理。激光技術是二十世紀與原子能、半導體及計算機齊名的四項重大發明之一，被稱為“超快的刀”、“超準的尺”、“超亮的光”。但該技術直到二十一世紀才突破原有的技術瓶頸，同時通過激光技術與先進裝備兩者結合，推動了先進裝備制造業的發展。激光技術的應用目前已經滲透到金屬加工、鋼鐵、航空航天、汽車制造、醫療設備等各個產業領域。

  利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發形成孔洞，隨著光束對材料的移動，孔洞連續形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫，完成對材料的切割——這就是激光切割(LaserCutting)。激光切割具有高效，高能量密度及柔軟性，無論是從精度、速度還是效率方面說，是鈑金切割行業不二的選擇。作為一種精密的加工方法，激光切割幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。激光能聚焦成極小的光斑，可進行微細和精密加工，如微細窄縫和微型孔的加工。此外其加工時不需用刀具，屬于非接觸加工，無機械加工變形。一些傳統難切割或者切割質量不高的板材，遇到了激光切割之后難題可謂迎刃而解，特別是一些碳鋼板的切割上，激光切割更是有著不可撼動的地位。

  近年來，激光切割技術正逐漸成為了各廠家們“爭相斗艷”的看家本領，而其由于應用之廣，又可分為：激光汽化切割、激光熔化融切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。其中值得一提的是，激光熔化融切割可以切割所有可熔化的材料，例如金屬。

  用激光來對不銹鋼進行切割時，大多會采用高壓氮氣與激光束同軸注入的方法以吹走熔融的金屬而使得切割表面不會形成任何的氧化物。這是一個很好的方法，但是與傳統的氧氣切割相比成本更高。能夠替代純氮的一個方法是使用過濾后的車間壓縮空氣，它由78%的氮氣組成。在激光切割中使用過濾后的壓縮空氣比使用氧氣或氮氣的速度更快——一般為300ipm到320ipm，雖然需要對一些設備、過濾、壓縮空氣進行一定的初始投資，但是其長期的成本相對于“傳統”的輔助氣體成本來講還是較低的。激光能源現在正處于一個焦點的位置，并且使用壓縮空氣能夠在金屬的表面產生等離子體球，其效果類似于使用電力的數控等離子切割機所產生的切割效果。等離子體傳輸熱量的效果比光線更有效。