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布料紡織物的遠(yuǎn)程激光飛行切割

發(fā)布人:萊塞激光 發(fā)布時(shí)間:2021-07-02 13:58:58

【摘要】

對(duì)于紡織物、聚合物薄膜或其它一些復(fù)合材料的切割,越來越需要更加靈活、經(jīng)濟(jì)高效的加工技術(shù)。在今天的市場(chǎng)趨勢(shì)中,不難發(fā)現(xiàn),機(jī)械模切即數(shù)控模切,正在逐漸被激光切割所取代

對(duì)于紡織物、聚合物薄膜或其它一些復(fù)合材料的切割,越來越需要更加靈活、經(jīng)濟(jì)高效的加工技術(shù)。在今天的市場(chǎng)趨勢(shì)中,不難發(fā)現(xiàn),機(jī)械模切即數(shù)控模切,正在逐漸被激光切割所取代。

由于激光切割不需要模具,所以它比傳統(tǒng)的模切系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)。從而避免了購(gòu)買各種模具的成本,或因制造模具而延期生產(chǎn)。此外,機(jī)械式模切系統(tǒng)本身也有許多局限性,它是由于它通過切削工具和材料之間的物理接觸而產(chǎn)生的。無需模具的激光切割系統(tǒng)還可以靈活地加工薄片型材料,這也是其另一大優(yōu)勢(shì)。上述情況說明了為什么激光切割系統(tǒng)能夠提高生產(chǎn)效率。

相對(duì)于激光切割的金屬材料,織物的熔點(diǎn)較低,對(duì)激光束的強(qiáng)度要求不高,連續(xù)波激光可以在幾百瓦的功率下使用。但是,目前的研究主要集中在提高切割速度以減少循環(huán)時(shí)間方面。

激光切割除了要縮短工作周期外,在提高生產(chǎn)效率和加工工藝等方面也有許多優(yōu)勢(shì)。由于激光切割是一種熱分離工藝,加速切割速度可以減少切口附近累積的熱量。

傳統(tǒng)的激光切割機(jī)是龍門加工系統(tǒng),它可以將激光束、材料板(或兩者)與XY軸坐標(biāo)相結(jié)合。因此,在加工小輪廓、弧形或幾何圖形時(shí),激光對(duì)焦的速度和路徑的精度都有一定的影響。

有些制造商采用了一些克服這一限制的方法,如將重軸驅(qū)動(dòng)與剛性機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)合起來,將輕質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)和纖維增強(qiáng)材料組件或多層切割技術(shù)(2-30層織物同時(shí)切割)結(jié)合起來。

德國(guó)Flownhov材料與光束技術(shù)研究所的科學(xué)家們指出了上述解決方案的局限性,并開展了相關(guān)研究,以確定激光打標(biāo)的振鏡技術(shù)是否也可以用于激光切割織物。

布料紡織物的遠(yuǎn)程激光飛行切割(圖1)

新型解決方案:遠(yuǎn)程技術(shù)

為了解決機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性受限的問題,必須采用高動(dòng)態(tài)光束偏轉(zhuǎn),利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可移動(dòng)鏡可對(duì)光束進(jìn)行定位。因?yàn)檫@種鏡片重量輕,可以用光學(xué)掃描振鏡操作,即使在高速切割的情況下,定位光束也能精確地保持。最大可達(dá)到10g加速。這種動(dòng)態(tài)特性只能在不需切割氣體的情況下實(shí)現(xiàn),切割過程中的殘余材料必須氣化掉。

遠(yuǎn)距離加工特別是采用連續(xù)波輻照激光器,激光功率可達(dá)幾千瓦。最大工作行程可達(dá)2米,加工范圍可達(dá)1×1米。較高的激光功率和較長(zhǎng)的焦距相結(jié)合,提供更高的光束質(zhì)量,因此在織物加工中可達(dá)到每秒幾米的切割速度。

 

高效率的氣囊生產(chǎn)

為了保證乘客的安全,現(xiàn)在越來越多的汽車都安裝了各種氣囊。各種各樣的安全氣囊需要高度靈活有效地運(yùn)用于系統(tǒng)工程中。氣袋零件的切割多半是在需要輔助氣體的激光切割下完成的。因?yàn)槭菬崆懈?,因此加工通過無磨損的纖維邊來實(shí)現(xiàn)。

近年來,由于多層裁剪技術(shù)的發(fā)展,使得該技術(shù)的生產(chǎn)效率大大提高,可以同時(shí)切割30層以上。但是,這種方法是非常復(fù)雜的,因?yàn)楸仨毞蛛x出一個(gè)獨(dú)立的層,特別是該層可能已經(jīng)被夾層分開了。所以各層切割質(zhì)量不同,需根據(jù)質(zhì)量要求適當(dāng)減少層數(shù)。

因?yàn)槎鄬忧懈畹娜毕?,科學(xué)家們開始尋找像激光切割這樣的新型制造方法。

普通遙控系統(tǒng)包括安裝在被加工材料上方的掃描光學(xué)元件。透過掃描鏡頭控制光點(diǎn)的移動(dòng)。加工距離、加工范圍、焦距之間的關(guān)聯(lián)性較為復(fù)雜,而且能被加工的材料范圍也會(huì)影響最終結(jié)果。

 

結(jié)論

遠(yuǎn)程飛行切割技術(shù)使加工各種輪廓和不同寬度的材料成為可能。通過將不同的動(dòng)態(tài)和機(jī)械參數(shù)與軸系統(tǒng)相結(jié)合,可以進(jìn)一步改善該技術(shù),這樣,與傳統(tǒng)的切割技術(shù)(如沖裁或機(jī)械切割)相比,激光切割技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)。這項(xiàng)系統(tǒng)概念可將受到空間限制的高動(dòng)態(tài)光束反射技術(shù)移植到更廣闊、平坦的應(yīng)用領(lǐng)域,比如:柔性薄膜切割,皮革或紙張的切割,焊接熱交換器板,切割覆蓋面料和填料。


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