基于特殊材料的光纤激光切割试验

惠特尼经常根据客户的要求进行光纤激光切割检查和新材料或特殊材料的评估。到目前为止，航空航天工业中使用的铝和不锈钢，转子中使用的磁性材料，以及地板工业中使用的锌板。还测试了许多其他材料。与非热处理相比，光纤激光器在切割这些材料方面的优势和挑战是什么？与CO2激光器相比，切割高抗材料有哪些优势？您将在本文中得到答案。客户经常会发现Whitney使用他们在不同行业所需的特殊材料进行测试，例如航空航天，存储设备制造，建筑和施工，运输以及一些特殊定制。尽管这些材料从未用光纤激光器切割过，但客户仍然期望光纤激光器的性能优于目前使用的工艺。垫片的成功应用惠特尼最近测试了用于航空航天工业的垫片的层压板。基材为0.762mm，并层压有几层0.076mm的层压材料。总厚度为1.524mm。惠特尼测试了不锈钢和铝垫片。 “为了达到所需的垫片厚度精度，客户可能还需要剥离一层或两层层压板，以使垫圈能够精确地安装到安装空间中，”惠特尼全球销售和产品专家Dale Bartholomew说道。 。以前，垫圈是机加工和生产的。 Ldquo，加工的问题是速度太慢。巴塞洛缪说：“并且，机械加工很容易损坏部分层压板，如顶层会剥落。 “因此，成本问题以及与加工垫圈生产相关的问题迫使客户寻求更好的解决方案，例如尝试用光纤激光器切割。惠特尼首先测试并切割小样品以确定切割参数，然后进行实际零件的切割测试。通过使用各种方法对其进行测试，包括当从层压板的正面和背面切割时获得更好的切割效果的方法。 “此外，为了精确设定参数，确保切削刃不会焊接在一起，这是切割板材时的一个特殊考虑因素，”Bartholomew说。 Ldquo，如果切割边缘焊接在一起，你不能剥离层压板。从层压层的正面，背面切割和不同的切割速度测试大量样品的各种参数。最后证实，光纤激光器可以焊接切削刃并损坏叠层。切割。 “在这种情况下，从铝垫片背面切割时切割速度可达22.86m / min，切割不锈钢垫片时切割速度可达3.048m / min，Bartholomew说。虽然惠特尼已经证明光纤激光器可以切割垫片，但航空航天工业的客户自己必须进行一些测试。 “他们担心疲劳表现，”巴塞洛缪说。 “因为这些材料通常不需要典型的热加工切削，所以有必要测试切削过程中的热效应是否会增加失效的可能性。很明显，通常使用的机械过程没有热效应。那么，切割片材时，您需要使用光纤激光切割机做什么？事实上，您需要做的是如何连接激光束传输系统。巴塞洛缪说：“不同的光束直径，准直长度，镜头和焦距的组合会影响光束对材料的影响。调整参数以正确应用。他补充说，所有因素都具有综合效应，“切割另一种材料时，可能需要调整适合材料的参数。对于片材，功率和聚焦镜是最重要的因素。磁性材料惠特尼最近完成的另一种材料是用于制造电机和发动机转子的分层金属中使用的磁性不锈钢。这些部件形状复杂，材料厚度仅为0.0635毫米，具有极其严格的公差。每个切口必须完全相同，然后根据制造商的需要将其他材料放置在两个切片之间。零件是冲压的，需要预先cision模具。 “客户正在寻找小批量切割工艺。 Bartholomew说，“因为冲压模具可能非常昂贵，他们希望找到一种不需要太快的方法，但运营成本较低。通过调整标准光纤激光器的参数，Whitney成功地以10.16m / min的速度切割磁性材料。调整后的参数包括功率，速度和焦距。辅助气体压力和喷嘴类型也经过优化，可实现最快的切割速度和最清洁的切割过程。光纤激光切割的挑战不是切割本身，而是应用。 “材料本身的磁性不​​能改变，”巴塞洛缪说，“因为这会改变不锈钢板与电机和磁场的相互作用。类似地，在处理期间输入到材料表面的热量将影响材料的结构，这反过来影响磁性。客户正在测试其性能，以确定是否可以使用光纤激光器进行切割。成型地板Whitney在不久的将来用于光纤激光测试的第三种材料是纯锌。要求测试的客户使用纯锌板制作线框，并在制作图案地板时用于固定瓷砖。切片的厚度为6.35mm，宽度为3.175mm，形状复杂。惠特尼最近对用于制作图案瓷砖边框的纯锌板进行了光纤激光切割测试。锌板的厚度为0.25mm，宽度为0.125mm，形状复杂。线框通常用水刀切割，但这个过程很慢，大约0.3556米/分钟。当Whitney用光纤激光切割锌板时，速度可达10.16m / min。切割复合材料的可能性客户要求，但惠特尼未测试的是金属和塑料的复合层压板。 “我们不确定能否削减它，”巴塞洛缪说。 Ldquo，金属部件没问题，但我们不确定夹在金属之间的塑料层。激光束可以直接通过，但塑料需要吸收要切割的光束。