激光切割简介LaserCuttingMachine详解课件.ppt

1、激光的发展史“受激1917年爱因斯坦提出辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。1958年美国科学家肖洛和汤斯发现了一种奇怪的现象，当他们将闪光灯泡嗦发射的光照在一种稀土的晶体上时，晶体的分子会发出鲜艳的，始终会聚在一起的强光，由此他们提出了“激光原理”，受激辐射可以得到一种单色性、亮度有很高的新型光源。1958年，贝尔实验的肖洛和汤斯发表了关于激光器的经典理论，奠定了激光发展的基础。1960年7月8日，美国人梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器，梅曼利用红宝石作发光材料，用发光度很高的脉冲氙灯作发光源，获得了人类有史以来的第一束激光，从而人们获得了性质和电磁波相似而频率稳定的光源，研究现代化光通信

2、时代也从此开始了，激光的英文简称是“LASER”,意思是“受激发射的光放大”。1965年第一台可产生的大功率激光器二氧化碳激光器诞生。1967年第一台X射线激光器研制成功。1997年，美国麻省理工研究人员研制成功了原子激光器。中国第一台激光器（中国第一台激光器（1961）什么是激光切割技术？什么是激光切割技术？定义：利用聚焦后的激光束作为主要热源的定义：利用聚焦后的激光束作为主要热源的 热切割方法。热切割方法。应用学科：机械工程（一级学科）；切削加工工艺与设备应用学科：机械工程（一级学科）；切削加工工艺与设备（二级学科）；特种加工工艺（三级学科）（二级学科）；特种加工工艺（三级学科）激光的特点

3、激光主要有四大特点a:激光底高亮度，激光器的亮度更高可高达1011W/cm2Sr。不仅如此，具有高亮度的光速经透镜聚集后，能在焦点产生数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有的材料。b:激光的高方向性，能在有效的传递很长的距离的同时，还没，还能保证聚焦得到极高的功率密度，基本原理基本原理该技术采用激光束照射到钢板表该技术采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使不锈钢熔化面时释放的能量来使不锈钢熔化并蒸发。激光源一般用二氧化碳并蒸发。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率为激光束，工作功率为5002500瓦。瓦。该功率的水平比许多家用电暖气该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低，但

4、是，通过所需要的功率还低，但是，通过透镜和反射镜，激光束聚集在很透镜和反射镜，激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热，使不锈钢蒸进行迅速局部加热，使不锈钢蒸发。此外，由于能量非常集中，发。此外，由于能量非常集中，所以，仅有少量热传到钢材的其所以，仅有少量热传到钢材的其它部分，所造成的变形很小或没它部分，所造成的变形很小或没有变形。利用激光可以非常准确有变形。利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料，所切割地切割复杂形状的坯料，所切割的坯料不必再作进一步的处理。的坯料不必再作进一步的处理。切割系统的组成激光器本体机构激光头数控系统激光切割的应用领域

5、金属板材加工 非金属板材加工（亚克力，塑料等）柔性材料的加工（FPC,PCB)石油行业射空弹夹管的加工 石油行业割缝筛管的加工 圆管相贯线的切割 针对不同行业材料激光器的选择也有所不同光纤激光主要是针对金属薄板加工光纤激光器的主要特点：(1)光纤激光器电光转化效率高，转换效率达30%以上，小功率光纤激光器无需配冷水机，采用风冷，可大幅度节约工作时的耗电，节省运行成本，达到最高的生产效率；(2)激光器运行时仅仅需要电能，不需要产生激光的额外气体，具有最低的运行和维护费用；(3)光纤激光器采用半导体模块化和冗余设计，谐振腔内无光学镜片，不需要启动时间，具有免调节、免维护、高稳定性的优点，降低了配件

6、成本和维护的时间，这是传统激光器无法比拟的；(4)光纤激光器的输出波长为1.06微米，是CO2波长的1/10，输出的光束质量好，功率密度高，非常有利于金属材料的吸收，具有卓越的切割、焊接能力，从而使加工的费用最低;(5)整台激光切割机光路由光纤传输，不需要复杂的反射镜等导光系统，光路简单，结构稳定，外光路免维护；(6)切割头中含有保护镜片，使聚焦镜等贵重的易耗品消耗量极少；(7)光通过光纤导出，使机械系统的设计变得非常简单，非常容易与机器人或多维工作台集成；(8)激光器加上光闸后可以一器多机，通过光纤分光，分成多路多台同时工作，易于扩展功能，升级方便、简单；(9)光纤激光器体积小，重量轻，工作

7、位置可移动，占地面积小；光纤激光切割机较CO2激光切割机的优势：1）卓越的光束质量：聚焦光斑更小，切割线条更精细，工作效率更高，加工质量更好；2）极高的切割速度：是同等功率CO2激光切割机的2倍；3）极高的稳定性：采用世界顶级的进口光纤激光器，性能稳定，关键部件使用寿命可达10万小时；4）极高的电光转换效率：光纤激光切割机比CO2激光切割机电光转换效率高3倍，节能环保；5）极低的使用成本：整机耗电量仅为同类CO2激光切割机的20-30%；6）极低的维护成本：无激光器工作气体；光纤传输，无需反射镜片；可节约大量维护成本；7）产品操作维护方便：光纤传输，无需调整光路；8）超强的柔性导光效果：体积小

8、巧，结构紧凑，易于柔性加工要求。l德国通快公司TRUMPF l瑞士百超激光有限公司（Bystronic Laser AG）l意大利的普瑞玛激光切割机有限公司（Prima Co.）l比利时LVD公司l德国Behrens公司l以色列的MLI公司l日本的马扎克公司（Mazak）l华工科技l大族激光l武汉楚天激光成套设备有限公司l武汉金运激光l上海团结百超数控激光设备有限公司l南京东方激光有限公司l沈阳新大陆集团有限公司l武汉团结激光 激光切割发展现状激光切割发展现状目前，中国高功率激光加工系统的市场保有量接近20000台套，已初具规模，是全球工业切割系统增长的重要组成部分。经调查发现，2014年国内

9、大型激光切割设备的总销售额达到近40亿元，年销售量超过2000台套，其中在中低端产品方面国产设备基本占领国内市场、并有部分产品出口，而大台面、中厚板激光切割机基本上被国外设备所垄断，虽国内少数企业也具备此项技术能力，可生产交换双工作台式和宽幅面地轨式激光切割机，但其在国内市场上并不占优势。自2010年以来，光纤激光切割以切割薄板时高速、经济节能的巨大优势得到了用户的普遍认可，几年间取得了迅猛发展，目前千瓦级光纤激光切割系统的年销售量可达一千余台，达到全部激光切割系统销售量的70%。随着3kW及以上功率光纤激光器的应用普及，光纤厚板切割工艺不断成熟，目前已实现25mm厚碳钢、20mm厚不锈钢和铝

10、板的切割，将进一步蚕食CO2激光加工系统的份额。当然，目前高功率光纤激光加工系统在厚板切割的断面质量、性价比方面与CO2激光相比仍有不足，但这一差距在逐步缩小。随着工业的不断发展，各个行业对激光设备的需求也在不断的提高，特别是对于激光切割设备的加工速度和质量尤为的关注。据OFweek行业研究中心统计，2014年，全球激光加工设备销售收入为84.7亿美元，同比增长8.59%。预计2015年的增长率将超过10%，市场销售总规模将达到100亿。摘录：OFweek2013年，全球工业激光加工产业情况较为复杂：美国市场借助出口方面的出色表现有所增长；欧洲凭借德国的出口增长仅维持收支平衡。2013年工业激

11、光材料加工市场的收益增长了约3.6%，该领域的市场需求推动着全球激光加工市场的持续增长。总结总结 随着装备制造业的快速发展，我国数控激光切割成套设备已进入快速增长期，年增长率达随着装备制造业的快速发展，我国数控激光切割成套设备已进入快速增长期，年增长率达50以上。以上。应用行业包括：汽车、船舶、航空、核工业、机械制造、钢铁、纺织、石油、激光加工中心等。应用行业包括：汽车、船舶、航空、核工业、机械制造、钢铁、纺织、石油、激光加工中心等。全球全球激光制造技术发展飞速，我国与国际激光技术水平的差距有所增大，高端的激光加工成套装备几乎全激光制造技术发展飞速，我国与国际激光技术水平的差距有所增大，高端的

12、激光加工成套装备几乎全部依赖进口，如此迫切和巨大的市场需求反应出激光加工的手段已经覆盖到国民经济各个重要领域，部依赖进口，如此迫切和巨大的市场需求反应出激光加工的手段已经覆盖到国民经济各个重要领域，同时也影响着国防、航空航天等关键技术的突破，我们不仅仅是解决目前国内该产品的空白，同时也同时也影响着国防、航空航天等关键技术的突破，我们不仅仅是解决目前国内该产品的空白，同时也旨在解决激光加工领域多层面技术核心问题，如激光数控、激光机床新型结构、高质量激光加工的技旨在解决激光加工领域多层面技术核心问题，如激光数控、激光机床新型结构、高质量激光加工的技术瓶颈等。术瓶颈等。中国正处于产业转型升级阶段，逐

13、渐成为全球最大的激光加工应用市场，对于先进工业激中国正处于产业转型升级阶段，逐渐成为全球最大的激光加工应用市场，对于先进工业激光器的需求将会越来越大。光器的需求将会越来越大。随着随着2014年工业年工业4.0概念的提出，激光行业的自动化已成为大势所趋，机器代替人将成为激光企业下概念的提出，激光行业的自动化已成为大势所趋，机器代替人将成为激光企业下一个发力点，激光加工与机器人智能化和自动化是大势所趋，现在国内有很多制造商已经推出了专业一个发力点，激光加工与机器人智能化和自动化是大势所趋，现在国内有很多制造商已经推出了专业激光设备，可实现全自动上下料、智能制造、高度集成以及柔性化加工，是未来激光加工发展方向的激光设备，可实现全自动上下料、智能制造、高度集成以及柔性化加工，是未来激光加工发展方向的代表。代表。http:/