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数控切割机领域的发展趋势现状以及市场前景分析

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数控切割机领域的发展趋势现状以及市场前景分析

发布日期:2021-05-12 作者:浩瀚网络 点击:

数控切割机一直是激光切割加工中广泛使用的技术。脉冲光适用于金属复合材料,连续激光器适用于非金属材质,后者是数控切割机技术的重要应用领域。结合计算机系统控制的自动设备,激光器具有无限的模拟激光切割能力,便于激光切割轨迹的修改。数控切割机无机械变形,无工具磨损,易于实现自动化生产。

数控切割机一直是激光切割加工中广泛使用的技术。脉冲光适用于金属复合材料,连续激光器适用于非金属材质,后者是数控切割机技术的重要应用领域。结合计算机系统控制的自动设备,激光器具有无限的模拟激光切割能力,便于激光切割轨迹的修改。数控切割机无机械变形,无工具磨损,易于实现自动化生产。

数控切割机广泛运用于钣金、金属、广告、厨具、汽车、灯具、锯片、电梯、金属工艺品、纺织机械、粮食机械、眼镜制作、航空航天、医疗器械、仪器仪表等领域。特别是钣金加工领域取代了传统的加工方法,深受业界用户的青睐。

一、数控切割机工艺。

数控切割机利用高功率激光器照射被激光切割材料,使材料迅速加热到蒸发温度,蒸发形成孔。随着光束对材料的移动,孔连续形成狭窄的(如0.1毫米)激光切割缝,完成材料的激光切割。

数控切割机可分为四类:激光器蒸发激光切割、激光器熔融激光切割、激光器氧气激光切割和数控切割机和控制断裂。

激光器蒸发激光切割。

采用高能密度激光器加热工件,使温度迅速升高,在很短的时间内达到材料的沸点,材料开始蒸发,形成蒸汽。这种蒸汽喷射速度很快,在蒸汽喷射的同时,在材料上形成切口。材料的蒸发热一般都很大,因此激光器蒸发激光切割需要很大的功率和功率。

激光器蒸发激光切割主要用于激光切割薄金属复合材料和非金属材质(如纸、布、木材、塑料、橡胶、泡沫等)。)。超短脉冲光使该技术能够应用于其他材料。金属中的自由电荷吸收激光器并剧烈加热。激光器脉冲不与熔融颗粒和等离子技术反应,材料直接升华,没有时间以热的形式将能量传递给周围材料。皮秒脉冲烧蚀材料无明显热效应,无熔融和毛刺形成。


数控切割机


二、是激光器熔融激光切割。

在激光器熔融激光切割过程中,金属复合材料被激光器加热熔融,然后通过与光束同轴的喷嘴喷射非氧化气体(Ar,He,N等),依靠气体的强压力排出液体金属,形成切口。激光器熔融激光切割不需要使金属完全蒸发,所需能量仅为蒸发激光切割的1/10。

激光器熔融激光切割主要用于激光切割不易氧化的材料和活性金属,如不锈钢、钛、铝及其合金等,也可用于激光切割陶瓷等其他熔融材料。

3.激光器氧激光切割(数控火焰切割)

激光器的氧激光切割原理与氧乙炔激光切割相似。采用激光器作为预热热源,采用氧气等活性气体作为激光切割气体。喷射出的气体一方面与激光切割金属发生氧化还原反应,释放出大量的氧化热;与此同时,将熔融的氧化物和熔融物从反应区吹出,在金属中形成切口。因为激光切割过程中的氧化还原反应会产生大量的热量,所以激光器氧激光切割需要的能量仅为熔融激光切割的1/2,而激光切割速度远大于激光器汽化激光切割和熔融激光切割。激光器氧激光切割主要用于碳素钢、钛合金和热处理工艺钢等易氧化金属复合材料。

4.数控切割机和控制断裂。

激光器是利用高能密度的激光器在脆性材料表面进行扫描,使材料受热蒸发出一个小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿着小槽开裂。激光器通常使用Q开关激光器和CO2激光器。

控制断裂是利用激光器刻槽时产生的陡峭温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断裂。


数控切割机


三、光纤激光切割市场的发展状况分析。

在现代工业生产中,数控切割机广泛运用于钣金、塑料、玻璃、陶瓷、半导体材料、纺织品、木材、纸张等材料的加工,也广泛运用于重工业轻工业领域。数控切割机占工业激光切割加工的百分之四十以上,是激光切割加工领域的重要应用技术。

2010年前,由于数控切割机设备价格比较贵,一台大型光纤激光切割(配有4kW激光器)售价近600万元,国内采用大型光纤激光切割的企业并不多。

从2003年到2009年,随着工业加工要求的不断提高,国内企业引进数控切割机设备,如合肥日立5台大型覆盖光纤激光切割和2台小型覆盖光纤激光切割,三一重工建立了3年内引进27台大型覆盖光纤激光切割的计划。经过2008年和2009年的引进,已有15台光纤激光切割配备昆山重机、沈阳三一等企业。徐工、山推等企业不甘落后,纷纷引进光纤激光切割。2009年中旬,激光器微加工系统制造商JPSA计划将制造车间的面积翻一番,提高公司制造激光器微加工(激光雕刻)系统的生产能力,以满足太阳能(包括千瓦)制造商的需求。

2011年后,国内激光器企业大力发展大功率光纤光纤激光切割。由于大功率光纤激光切割加工具有独特的加工优势,加工成本大大降低。同时,结合各种灵活的支付方式,越来越多的钣金加工企业、厨卫制造企业和汽车零部件加工企业使用光纤激光切割。激光切割加工设备迅速普及,2017年中国数控切割机成套设备销量超过25000台。

2017年,全球激光切割加工设备市场容量为313.7亿美元,同比增长百分之十二。2017年,中国激光设备市场总销售额超过442亿元,其中数控切割机设备占全国工业激光切割加工设备市场的百分之四十六。

2017年,中国数控切割机设备市场容量为203亿元,增长率为百分之二十三。其中,中小功率数控切割机设备的销售市场规模一直保持着较高的增长率,其核心激光器实现了较高的国产化率。与中低功率光纤激光切割相比,大功率光纤激光切割发展趋势较晚,对海外进口依靠较大。进口大功率激光价格仍然很高,设备价格仍然很高,市场增长相对较低。

近年来,国产光纤激光切割技术有了开创性的发展趋势,并朝着大功率、高精度、大范围的方向前进。在中国智能制造的背景下,工业领域呈现出从传统加工向制造转型的趋势,中国数控切割机领域的市场容量将保持迅速发展趋势。


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关键词:数控切割机,激光切割机

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