隨著重工業(yè)的不斷發(fā)展，激光切割技術(shù)慢慢從輕工業(yè)薄板切割向重工業(yè)厚板大尺寸切割過(guò)渡，激光切割逐漸進(jìn)入大功率時(shí)代。針對(duì)新時(shí)代工業(yè)制造對(duì)金屬切割精度與厚度提出的新需求，激光切割機(jī)的可實(shí)現(xiàn)功率越來(lái)越高。如今，大功率激光切割設(shè)備已廣泛應(yīng)用在幾乎所有板材加工制品的上游，大到航天飛機(jī)、輪船、汽車(chē)，小到洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)等，都離不開(kāi)大功率激光切割機(jī)。除了工業(yè)制造，大功率激光技術(shù)及裝備亦是國(guó)防戰(zhàn)略和新興產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)之一，對(duì)國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著重大支撐作用。從工業(yè)發(fā)展來(lái)看，大功率是激光切割行業(yè)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，也是行業(yè)的大勢(shì)所趨。

在金屬板材加工領(lǐng)域，金屬激光切割機(jī)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)毋庸置疑，因其加工效率高、質(zhì)量好，已逐漸取代傳統(tǒng)加工工藝，成為金屬板材切割的主流設(shè)備。但是在中厚板加工領(lǐng)域，光纖激光切割機(jī)卻面臨著種種困境：(1) 板材越厚所需要的激光設(shè)備功率越大，技術(shù)難度越高；(2) 高端大功率激光切割技術(shù)被國(guó)外巨頭壟斷，行業(yè)發(fā)展受制于人；(3) 由于技術(shù)局限，金屬切割所能達(dá)到的厚度極限在30mm 左右，一些超厚板無(wú)法一次切透；(4) 板材越厚，切割速度越慢，生產(chǎn)效率嚴(yán)重受到制約。

針對(duì)這些技術(shù)局限，國(guó)內(nèi)的激光設(shè)備生產(chǎn)廠商在中厚板切割領(lǐng)域一直積極的尋求突破。而邦德激光在經(jīng)過(guò)不斷的辛勤努力之后，終于取得了里程碑式技術(shù)成果，新推出的S 系列超高功率激光切割機(jī)（圖1），功率最高可達(dá)到25000W，這是人類(lèi)有史以來(lái)第一臺(tái)功率達(dá)到25000W 的超高功率激光切割機(jī)，這也是中厚板加工工具史上一次激動(dòng)人心的跨越。

S 系列機(jī)型配備強(qiáng)大的高功率激光裝置，可高速切割大幅面金屬厚板，并且性能強(qiáng)勁，高效穩(wěn)定，在優(yōu)化切割質(zhì)量的同時(shí)，強(qiáng)勢(shì)刷新生產(chǎn)效率，如表1 所示。

表1 S 系列產(chǎn)品系數(shù)

25000W 超高功率激光切割機(jī)技術(shù)亮點(diǎn)

切割厚度

25000W 超高功率激光切割機(jī)突破了30mm 的行業(yè)切割極限，將碳鋼板材切割厚度刷新到60mm 甚至70mm，不銹鋼板材切割厚度飆升至80mm 以上。

切割速度

此次發(fā)布的超高功率激光切割機(jī)擁有數(shù)倍于普通金屬切割機(jī)的加工速度，借助超高功率激光切割機(jī)，用戶能在幾小時(shí)內(nèi)完成近一周的工作，單位產(chǎn)值驟升的同時(shí)，

人工及電費(fèi)等生產(chǎn)成本指數(shù)級(jí)折降。

圖2 鑄鐵床身

鑄鐵床身

除了光學(xué)上的要求外，還需要設(shè)備擁有超強(qiáng)承重的機(jī)械結(jié)構(gòu)，此次切割機(jī)結(jié)構(gòu)配備了邦德自主研發(fā)的鑄鐵床身技術(shù)（圖2），采用最低抗拉強(qiáng)度200MPa 的片狀石墨鑄鐵一體澆鑄成形，含碳量、抗壓強(qiáng)度、減振性以及耐磨性都大幅提高，床身缺口敏感度以及熱敏感度較之前也更低，還具備良好的潤(rùn)滑性能、耐腐蝕性和尺寸穩(wěn)定性，減少了因床身振動(dòng)帶來(lái)的加工誤差，同時(shí)還降低了設(shè)備在使用時(shí)的損耗，穩(wěn)定性較普通焊接床身提高30%，加工精度提升30%，床身精度可保持50 年甚至更長(zhǎng)。

S 系列技術(shù)特點(diǎn)

自動(dòng)更換噴嘴

在激光切割中，常常需要根據(jù)切割材料的厚度及材質(zhì)更換噴嘴，所以如何高效、快速地更換噴嘴，并保證每次更換都萬(wàn)無(wú)一失并保持精度，是激光切割領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難題。然而要實(shí)現(xiàn)噴嘴自動(dòng)更換，首先必須使控制系統(tǒng)達(dá)到非常高的準(zhǔn)確度，再配合高精密度的傳動(dòng)系統(tǒng)，才有可能實(shí)現(xiàn)。種種技術(shù)難關(guān)令大部分企業(yè)望而卻步。因此，多年來(lái)業(yè)內(nèi)一直采用的是人工手動(dòng)更換噴嘴的形式，這種形式一是效率低下，需要技術(shù)人員重復(fù)勞動(dòng)；二是難以保證更換后的精度和穩(wěn)定性。

面對(duì)技術(shù)難題，邦德成功研發(fā)出噴嘴自動(dòng)更換功能。噴嘴自動(dòng)更換功能只需在觸摸屏上進(jìn)行相應(yīng)操作，即可實(shí)現(xiàn)噴嘴的自動(dòng)更換、激光頭的標(biāo)定及噴嘴清洗全自動(dòng)化，不僅解放了人力，而且保證了每次更換的精度和穩(wěn)定性；并且S 系列配備豐富準(zhǔn)確的控制系統(tǒng)，可根據(jù)不同材質(zhì)及厚度的板材實(shí)現(xiàn)噴嘴的自動(dòng)更換，省去人工更換噴嘴的時(shí)間，提高加工效率；S 系列還擁有自動(dòng)標(biāo)定及清洗功能，能實(shí)現(xiàn)激光頭的標(biāo)定及噴嘴清洗的全自動(dòng)化，降低了人工重復(fù)勞動(dòng)量；此外，S 系列整體部件實(shí)現(xiàn)全封閉式防護(hù)，提高了部件以及人身的安全性。

閃電穿孔工藝

金屬材料切割之前必須先穿孔，然后才能開(kāi)始切割。邦德自主研發(fā)的閃電穿孔工藝穿孔時(shí)間短，熱聚焦能量小，起刀點(diǎn)穩(wěn)定。保持隨動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以保證達(dá)到最佳的切割效果。

據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，閃電穿孔可大幅降低穿孔時(shí)間約90%，提高加工效益；持續(xù)穿孔穩(wěn)定性高，廢孔率從約10% 降低到約0.3%，工件的完整度大大提高。同時(shí)，節(jié)省了氣體和用電量，降低了激光器、切割頭的損害風(fēng)險(xiǎn)，也提高了材料利用率。

亮切模塊

亮切模塊是邦德自主研發(fā)出的富有開(kāi)創(chuàng)意義的激光亮面切割專用設(shè)備。亮切模塊突破性地解決了傳統(tǒng)激光切割鋁合金材料殘留毛刺的痼疾，不再需要費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)

成本的二次打磨工序。

碳鋼極限切割

在激光切割行業(yè)，30mm 一直是碳鋼切割的極限， 而S 系列突破了這一極限，碳鋼最大切割厚度飆升至60mm，并且S 系列還可以結(jié)合亮切模塊，實(shí)現(xiàn)亮面切割30mm 以下所有碳鋼板材（圖4）。

圖4 碳鋼極限切割樣件

厚板極限小孔切割

在激光切割領(lǐng)域，行業(yè)內(nèi)一直認(rèn)為板材的厚度即為切割小孔的最小直徑，而S 系列實(shí)現(xiàn)了最小孔徑為板厚的0.2 倍甚至更低（圖5）。

圖5 厚板極限小孔切割

完美尖角切割工藝

完美尖角切割工藝（圖6）是邦德針對(duì)碳鋼厚板高質(zhì)量切割開(kāi)發(fā)出的新型工藝，較之前標(biāo)準(zhǔn)切割工藝，新工藝亮面切割速度更快、斷面坡度更小（35mm 碳鋼單邊15 絲）。

圖6 完美尖角切割工藝樣件

鑄鋁橫梁

S 系列配備航空級(jí)鑄鋁橫梁（圖7），重量輕，剛性強(qiáng)，使得切割同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、高質(zhì)量。

圖7 鑄鋁橫梁

全封閉式激光防護(hù)玻璃

S 系列采用全封閉激光防護(hù)玻璃，配合激光防護(hù)玻璃與煙霧收集系統(tǒng)，隔離激光對(duì)人體的傷害，保護(hù)自然環(huán)境。

結(jié)束語(yǔ)

中厚板作為國(guó)家現(xiàn)代化不可或缺的重要板材品種，一直被廣泛應(yīng)用于大直徑輸送管、壓力容器、鍋爐、橋梁、海洋平臺(tái)、各類(lèi)艦艇、坦克裝甲、車(chē)輛、建筑構(gòu)件、機(jī)器結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域，所以中厚板的加工水平無(wú)疑是衡量一個(gè)國(guó)家重工業(yè)水平的標(biāo)志之一。而國(guó)產(chǎn)超高功率激光切割機(jī)的出現(xiàn)將使得這些行業(yè)迎來(lái)一次全新的躍升階段，將對(duì)我國(guó)的工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生不可估量的影響。