激(ji)光(guang)數控切割(ge)機VS水(shui)切割(ge)性(xing)能綜合(he)比較(jiao)

    在(zai)目前市面上所采用(yong)(yong)(yong)的(de)精(jing)密(mi)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)技(ji)術(shu)中(zhong)，其切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)精(jing)度高(gao)的(de)兩(liang)類設(she)備(bei)分別為激光數(shu)(shu)控(kong)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)機(ji)和水(shui)射流(liu)數(shu)(shu)控(kong)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)機(ji)，其中(zhong)激光數(shu)(shu)控(kong)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)機(ji)屬于熱切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)應用(yong)(yong)(yong)范疇的(de)高(gao)端精(jing)密(mi)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)機(ji)型，其加工精(jing)度可達(da)(da)到10個絲以(yi)內，主要針(zhen)對(dui)(dui)不銹鋼(gang)、碳棒及有色金屬材(cai)料，廣泛應用(yong)(yong)(yong)于廣告、燈(deng)飾(shi)、鈑金等(deng)行(xing)業；水(shui)射流(liu)數(shu)(shu)控(kong)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)機(ji)則屬于冷切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)應用(yong)(yong)(yong)，通過(guo)高(gao)壓水(shui)槍(qiang)形成的(de)細(xi)密(mi)水(shui)流(liu)沖(chong)刷達(da)(da)到切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)目的(de)，可廣泛應用(yong)(yong)(yong)于石材(cai)、金屬等(deng)多(duo)種性質材(cai)料切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)。本文(wen)由武漢嘉倍徳科技(ji)技(ji)術(shu)部編輯整理，詳細(xi)就激光數(shu)(shu)控(kong)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)機(ji)和水(shui)射流(liu)數(shu)(shu)控(kong)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)機(ji)的(de)各方面切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)性能(neng)予以(yi)綜合對(dui)(dui)比(bi)，希望能(neng)給更多(duo)還在(zai)考慮選擇切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)設(she)備(bei)的(de)企業和用(yong)(yong)(yong)戶一些幫助和參考。

一、激光(guang)數控切割機性能介紹

    激(ji)光(guang)(guang)數控(kong)切割(ge)(ge)(ge)(ge)機(ji)是(shi)當前世界上先進的(de)切割(ge)(ge)(ge)(ge)工(gong)藝。它的(de)大(da)優點是(shi)由(you)于激(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)斑小(xiao)，能量集中，所以切割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)割(ge)(ge)(ge)(ge)縫小(xiao)、無掛渣、幾(ji)乎沒有熱變(bian)形，切割(ge)(ge)(ge)(ge)面(mian)光(guang)(guang)潔度高。激(ji)光(guang)(guang)數控(kong)切割(ge)(ge)(ge)(ge)機(ji)加(jia)工(gong)關鍵在(zai)激(ji)光(guang)(guang)源(yuan)。切割(ge)(ge)(ge)(ge)厚度大(da)小(xiao)、切割(ge)(ge)(ge)(ge)質量優劣、切割(ge)(ge)(ge)(ge)穩定性如何等都取決于激(ji)光(guang)(guang)源(yuan)的(de)性能。

    通用(yong)的CO2工(gong)業激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)源是(shi)用(yong)電(dian)(dian)場或(huo)高頻振蕩迫使密(mi)封在容器內的混(hun)合氣(qi)體處(chu)于激(ji)(ji)(ji)發狀態，并產生受(shou)激(ji)(ji)(ji)輻射(she)的單色光(guang)(guang)，此(ci)種光(guang)(guang)輻射(she)在反射(she)鏡及反射(she)透(tou)射(she)鏡之間往復反射(she)，等積(ji)聚(ju)到足夠能量后由輸出(chu)透(tou)鏡射(she)出(chu)。這種激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)源電(dian)(dian)極距(ju)離工(gong)件遠且電(dian)(dian)極裝在激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)束之中。電(dian)(dian)極易燒損(sun)，載流氣(qi)體消耗大，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)波長(chang)有干擾。工(gong)作電(dian)(dian)壓高（約10～25kV）形(xing)成(cheng)操(cao)作上的不安(an)全。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)源體積(ji)較大。維修比較復雜。易損(sun)件的消耗大。

    目前比較先進的是用高頻諧振方式激發混合氣體的激光源，這種激光源電極距離工件近且電極裝在激光束之外。與通用的CO2工業激光源相比電極幾乎沒有燒損。載流氣體消耗少。激光波長不受干擾。工作電壓低（約l～1.2kV），操作十分安全。激光器體積小，維修簡單。激光切割由(you)(you)于速度(du)快、精度(du)高，必須由(you)(you)微機控制的高速切割(ge)機來配合(he)。

二、水射流數控(kong)切割機性能介紹

    高(gao)壓(ya)磨(mo)料水射流數控切割(ge)機加工無(wu)塵(chen)、無(wu)味(wei)、無(wu)毒(du)、無(wu)火花、振動小(xiao)、噪聲低。尤其適合(he)惡劣的工作環境和有防爆(bao)要求的危鹼環境。它可以切割(ge)各(ge)種金屬、非金屬材(cai)料，各(ge)種硬(ying)、脆、韌性材(cai)料，如鈦鎳(nie)合(he)金、陶(tao)瓷、玻璃(li)、復(fu)合(he)材(cai)料等。是目前世(shi)界上先進(jin)的切割(ge)工藝方法之(zhi)一。

    水(shui)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)數(shu)控切(qie)(qie)(qie)割機的原理是將水(shui)增至(zhi)超(chao)高壓(ya)100～400MPa，經(jing)節流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)小孔（φ0.15～φ0.4mm),使水(shui)壓(ya)熱能轉變(bian)為(wei)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動能（流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速高達(da)900mm/s）。用這種高速密集的水(shui)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)進行切(qie)(qie)(qie)割。磨(mo)料(liao)(liao)(liao)水(shui)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)切(qie)(qie)(qie)割則(ze)是再往水(shui)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)中混(hun)入磨(mo)料(liao)(liao)(liao)粒子，經(jing)混(hun)合管形(xing)成磨(mo)料(liao)(liao)(liao)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)進行切(qie)(qie)(qie)割。在磨(mo)料(liao)(liao)(liao)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)中，水(shui)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)作為(wei)載體使磨(mo)料(liao)(liao)(liao)粒子加速，由于磨(mo)料(liao)(liao)(liao)質(zhi)量大、硬度高，磨(mo)料(liao)(liao)(liao)水(shui)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)較之水(shui)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)其射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動能更(geng)大，切(qie)(qie)(qie)割效能更(geng)強(qiang)。磨(mo)料(liao)(liao)(liao)水(shui)射(she)(she)(she)(she)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)數(shu)控切(qie)(qie)(qie)割機的組成和流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)程(cheng)如下(xia)：

    1. 供水系統(tong)

    是將水(shui)(shui)質(zhi)軟化(hua)，使pH值達到6～8，并精濾到0.5μm以下(xia)。藍寶石水(shui)(shui)噴(pen)嘴的工作壽(shou)命(ming)(ming)(ming)取決于(yu)水(shui)(shui)質(zhi)，直接用自來水(shui)(shui)時壽(shou)命(ming)(ming)(ming)僅為34h，用軟化(hua)水(shui)(shui)壽(shou)命(ming)(ming)(ming)為78h，用混合(he)展軟水(shui)(shui)壽(shou)命(ming)(ming)(ming)高于(yu)200h。

　　2. 增壓系統

    增壓(ya)(ya)系統是設(she)備(bei)的關鍵部分，其核心(xin)是增壓(ya)(ya)器(qi)。增壓(ya)(ya)比一般選10：1～20：1。水在420MPa時(shi)將被壓(ya)(ya)縮(suo)12％。為使水壓(ya)(ya)穩(wen)定在±5％之內，需(xu)在增壓(ya)(ya)器(qi)與噴嘴之間設(she)置蓄(xu)壓(ya)(ya)器(qi)。增壓(ya)(ya)缸(gang)和(he)蓄(xu)壓(ya)(ya)缸(gang)都是超高(gao)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力容器(qi)，因此要(yao)有足夠的疲勞強度和(he)工作壽命。

　　3. 高(gao)壓水路(lu)系統

    高壓(ya)水路連(lian)接增壓(ya)系(xi)統(tong)和切割頭裝置。要采用超高壓(ya)鋼管(guan)和旋轉接頭，鋼管(guan)要有(you)撓性，各類接頭要小巧、可靠、靈活，旋轉接頭要有(you)多種(zhong)旋向型式(shi)和一定(ding)的工(gong)作壽(shou)命。

　　4. 磨料(liao)供給(gei)系統(tong)

    包(bao)括料(liao)倉(cang)、磨(mo)料(liao)、流(liu)(liu)(liu)量閥和輸(shu)送(song)管。料(liao)倉(cang)形(xing)狀和料(liao)倉(cang)內(nei)的(de)(de)網篩要保(bao)證磨(mo)料(liao)供給通暢(chang)、不至堵塞(sai)。流(liu)(liu)(liu)量閥應能控制磨(mo)料(liao)流(liu)(liu)(liu)量的(de)(de)通斷和大小，還應能排(pai)除輸(shu)送(song)管中的(de)(de)水(shui)分。硬件配置(zhi)方(fang)面，水(shui)射流(liu)(liu)(liu)數控切割(ge)機的(de)(de)主要構成(cheng)包(bao)括以下幾個(ge)方(fang)面：　　

    切(qie)(qie)割頭裝置(zhi)：切(qie)(qie)割頭包括高壓水(shui)(shui)開關閥(fa)和(he)寶石質嘴、水(shui)(shui)/磨料混(hun)合室和(he)混(hun)合管(guan)。混(hun)合管(guan)是易損件。以前用硬(ying)質含金制(zhi)造(zao)，精(jing)切(qie)(qie)割時使用壽(shou)(shou)命(ming)約2h，粗切(qie)(qie)割壽(shou)(shou)命(ming)約10h。現改用工程陶瓷材料壽(shou)(shou)命(ming)高達20～100h。

　　接收(shou)裝置(zhi)(zhi)(zhi)：置(zhi)(zhi)(zhi)于切割(ge)頭(tou)和工件的下方，用來收(shou)集(ji)切割(ge)剩余射(she)流。具有消能、降噪、防濺和安全等功能。射(she)流暴露會產生(sheng)高達(da)42dB（A）的噪聲。設(she)置(zhi)(zhi)(zhi)接收(shou)裝置(zhi)(zhi)(zhi)后，使噪聲被控制在80～90dB（A）以(yi)內。

　　運動(dong)控(kong)制系統：高(gao)壓水射流切(qie)割是一種高(gao)精(jing)度的(de)切(qie)割工藝方法，必須由高(gao)精(jing)度的(de)切(qie)割設備來實(shi)現。目前的(de)切(qie)割設備均是微機(ji)控(kong)制或由工業機(ji)器人操作(zuo)，可(ke)實(shi)行五軸聯動(dong)。重復精(jing)度可(ke)達±0.05mm。

一(yi)般來說塑(su)料或(huo)橡膠(jiao)材質的隔膜(mo)是真空泵(beng)(beng)中是一(yi)個非常(chang)重要(yao)的零件.因為(wei)其(qi)隔膜(mo)必須在泵(beng)(beng)的內外腔(qiang)之間形成(cheng)一(yi)個密閉的空間,從(cong)而(er)完成(cheng)高效的泵(beng)(beng)送(song)過程.而(er)隔膜(mo)的邊緣則必須是非常(chang)平整而(er)且光化的,不(bu)(bu)能(neng)因為(wei)粗糙或(huo)凹凸不(bu)(bu)均勻.而(er)使得激光切(qie)(qie)(qie)割的工藝不(bu)(bu)能(neng)滿足這些(xie)材料的切(qie)(qie)(qie)割要(yao)求,從(cong)而(er)影響切(qie)(qie)(qie)割質量(liang)。其(qi)還可以提供高質量(liang)的切(qie)(qie)(qie)邊,提高產品的品質,同時降(jiang)低機械切(qie)(qie)(qie)割隔膜(mo)可能(neng)造成(cheng)的一(yi)些(xie)邊緣損傷.

    激光切割機的(de)切割隔膜可(ke)以提供良好的(de)切邊質量,同(tong)時可(ke)以降低機械切割所造成(cheng)的(de)一些損傷(shang)，減低切割的(de)風險(xian)。

    對于這一(yi)應(ying)用的(de)(de)要求,由于在(zai)由分層氯丁膠(jiao)和聚四氟(fu)乙烯（鐵(tie)氟(fu)龍?）制成的(de)(de)1mm（0.039”）厚的(de)(de)隔膜上切出一(yi)個中心安裝的(de)(de)小孔孔.孔的(de)(de)直徑一(yi)般為22.9mm（0.9“）.

    在切(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)過(guo)程使(shi)(shi)用(yong)了安(an)裝在XY平(ping)臺上的(de)(de)一臺Synrad 80W激(ji)光器,配備(bei)了2.5”焦距鏡頭(tou)(tou)的(de)(de)切(qie)割(ge)(ge)(ge)頭(tou)(tou),它可以(yi)提供0.1mm（0.004 “）的(de)(de)聚焦光斑.并(bing)且使(shi)(shi)用(yong)CDA（清潔(jie)干燥的(de)(de)空氣）作(zuo)為(wei)輔助(zhu)氣體,通過(guo)0.9mm（0.0345”）寬的(de)(de)噴嘴以(yi)每(mei)秒(miao)100 PSI的(de)(de)流速(su)(su)噴出,以(yi)減少熔(rong)料對(dui)鏡頭(tou)(tou)的(de)(de)危害(hai).這樣我們便能夠(gou)以(yi)74mm/s（175inches/min）的(de)(de)切(qie)割(ge)(ge)(ge)速(su)(su)度完成需(xu)要(yao)的(de)(de)切(qie)割(ge)(ge)(ge)工作(zuo).后得到的(de)(de)切(qie)邊非(fei)常光滑,而且融化量很小材料.一般隔膜上直徑0.9“中心孔是使(shi)(shi)用(yong)80W功率(lv)速(su)(su)度為(wei)74 mm/s （175 IPM）的(de)(de)激(ji)光切(qie)割(ge)(ge)(ge)出來的(de)(de).