在汽車工業(yè)、電子行業(yè)和制造業(yè)等許多工業(yè)應(yīng)用中，通常會采用激光技術(shù)對厚度為2mm以下的板材零部件進(jìn)行切割，其典型應(yīng)用示例如圖1所示，而且還有諸多新的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷涌現(xiàn)。在一個(gè)典型的車間中，通常厚度為2mm以下的板材大約占據(jù)到物料流的30%。光纖激光器在成品質(zhì)量和成本控制方面一向表現(xiàn)出眾，尤其適用于板材切割這類應(yīng)用。光纖激光器切割系統(tǒng)的運(yùn)行成本比傳統(tǒng)的CO2激光切割系統(tǒng)低，而且其所能實(shí)現(xiàn)的切割質(zhì)量也比等離子切割系統(tǒng)高。
與CO2激光切割系統(tǒng)相比，光纖激光切割系統(tǒng)能顯著降低運(yùn)行成本，如圖2所示。基于CO2激光器的切割系統(tǒng)通常需要每周或每月對光束傳輸?shù)牟糠诌M(jìn)行維護(hù)，才能保證激光切割的性能。相比之下，光纖激光切割系統(tǒng)則是通過光纖把能量直接傳輸?shù)角懈铑^，將光束傳輸部分的維護(hù)成本降低了約80%。此外，一套功率400W的光纖激光切割系統(tǒng)的成本，相比于功率1kW的CO2激光切割系統(tǒng)的成本要低25%；相比于功率3kW的CO2激光切割系統(tǒng)的成本要低50%。
圖1：厚度為2mm以下板材切割的應(yīng)用實(shí)例
圖2：使用不用種類的激光器加工厚度為1mm的不銹鋼板的年運(yùn)營成本對比圖
等離子切割系統(tǒng)由于其內(nèi)部易損部件的消耗，在一段時(shí)間內(nèi)，其實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品切割質(zhì)量往往參差不齊，需要經(jīng)常更換易損件。這種切割方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是：加工過程中會產(chǎn)生較大的熱影響區(qū)（HAZ），并且切縫寬度較寬，這樣就較難實(shí)現(xiàn)高常精細(xì)切割質(zhì)量，同時(shí)也容易造成材料浪費(fèi)。另一點(diǎn)值得注意的是，采用等離子切割的材料只有一邊是可用的。
在使用光纖激光切割系統(tǒng)時(shí)，則沒有任何機(jī)械損耗，產(chǎn)品的切割質(zhì)量能始終保持一致。如圖3所示，利用光纖激光切割系統(tǒng)切割，熱影響區(qū)和切縫都比較小，工件能夠緊密地排列，能夠獲得十分精細(xì)的切割質(zhì)量。
圖3：光纖激光器獲得的較窄的切縫（厚度為1mm的不銹鋼薄板，切割速度為8.5m/min）。
在一個(gè)既定的車間中，光纖激光器可以用來加工平板、三維模具組件、管材等，因此它是一個(gè)非常靈活的工業(yè)加工工具。此外，光纖激光器具備較低的維護(hù)率和較高的電光轉(zhuǎn)換效率，因此能幫助用戶進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。
激光切割測試
激光切割測試中使用的是redPOWER系列激光器，測試結(jié)果如圖4所示，不銹鋼和鋁材的切邊情況如圖5所示。這些測試數(shù)據(jù)證明了該切割系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的較高的切割速度和切割質(zhì)量。由于該系統(tǒng)的激光聚焦光斑極小，并結(jié)合了優(yōu)質(zhì)的光束質(zhì)量和高功率輸出，因此能獲得極好的切邊質(zhì)量，幾乎沒有廢渣產(chǎn)生，熱影響區(qū)域也非常小。
圖4：使用400W連續(xù)光纖激光器切割厚度小于2mm的低碳鋼、不銹鋼和鋁材的切割速度對比圖
圖5：使用redPOWER系列光纖激光器切割厚度為2mm的金屬板材所實(shí)現(xiàn)的切邊效果（上圖為鋁材，下圖為不銹鋼）。
排樣
光纖激光切割系統(tǒng)非常適于高效的排樣組件切割，其典型的排樣切割如圖6所示。由于光纖激光切割系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)較窄的切縫和較小的熱影響區(qū)，因此工件能緊密地排列在一起，甚至是連接在一起。使用排樣法時(shí)，光纖激光切割系統(tǒng)相比于高精度等離子切割系統(tǒng)，能節(jié)省15%的板材，從而令制造商能從高效、節(jié)能、實(shí)用的激光加工系統(tǒng)中獲益。
圖6：典型的緊湊型切割排樣設(shè)計(jì)（圖片由IBE軟件提供）
當(dāng)需要對厚度低于2mm的金屬板材進(jìn)行切割加工時(shí)，redPOWER系列光纖激光器的表現(xiàn)具備顯著地優(yōu)勢。對于許多應(yīng)用來說，光纖激光器都是理想的解決方案，隨著光纖激光器技術(shù)的成熟，其將為用戶帶來高質(zhì)量的加工品質(zhì)和低廉的制造成本。(作者：英國SPI激光 陸明)
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