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1、1 一 激光切割技术1.激光切割技术的原理 激光切割是利用高功率密度（可达到1071011W/cm2）的激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度，使材料熔化或汽化，再用高压气体将熔化或汽化物质从切缝中吹走，达到切割材料的目的。第1页/共25页2一 激光切割技术原 理 图第2页/共25页3 一 激光切割技术激光切割设备第3页/共25页4一 激光切割技术2.激光的特点（1）激光的高亮度；（2）激光的高方向性；（3）激光的高单色性；（4）激光的高相干性。第4页/共25页5 一 激光切割技术3.激光切割技术的优点（1）速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；（2）切割热影响区小，
2、板材变形小，切缝窄（0.1mm 0.3mm）；（3）切口没有机械应力，无剪切毛刺；（4）加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；（5）数控编程，可加工任意的平面图，可以对幅面很大的整板切割，无需开模具，经济省时。第5页/共25页6 一 激光切割技术4.激光切割技术的应用领域 激光可切割的材料很多，包括有机玻璃、木板、塑料等非金属板材，以及不锈钢、碳钢、合金钢、铝板等多种金属材料。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。第6页/共25页7一 激光切割技术5.激光切割的产品分类（1）从技术经济角度不宜制造模具的金属钣金件，特别是轮廓形状复杂，批量不大。第7
3、页/共25页8 一 激光切割技术（2）装饰、广告、服务行业用的不锈钢或非金属材料的图案、标记、字体等。第8页/共25页9一 激光切割技术（3）要求均匀切缝的特殊零件。典型零件是包装印刷行业用的模切版。第9页/共25页10 一 激光切割技术6.激光切割技术的发展趋势（1）激光切割将向高度自动化和智能化方向发展。将CAD/CAPP/CAM以及人工智能运用于激光切割，研制出高度自动化的多功能激光加工系统。（2）随着Internet和WEB技术的发展，建立基于WEB的网络数据库，采用模糊推理机制和人工神经网络来自动确定激光切割工艺参数，并且能够远程异地访问和控制激光切割过程成了不可避免的趋势。第10页
4、/共25页11 一 激光切割技术（3）向多功能的激光加工中心发展，将激光切割、激光焊接以及热处理等各道工序后的质量反馈集成在一起，充分发挥激光加工的整体优势。（4）三维高精度大型数控激光切割机及其切割工艺技术，为了满足汽车和航空等工业的立体工件切割的需要，三维激光切割机正向高效率、高精度、多功能和高适应性方向发展，激光切割机器人的应用范围将会越来越大。激光切割正向着激光切割单元FMC、无人化和自动化方向发展。第11页/共25页12二 水刀切割技术1.水刀切割技术的原理高压水射流是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵增压器增压，其压力可达70 400Mpa，再经储液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由
5、人造蓝宝石喷嘴形成300 900m/s的高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加个目的。高压水射流可分为纯水射流、磨料射流和特殊射流（电液压脉冲射流、自激荡振脉冲射流等）。第12页/共25页13二 水刀切割技术原 理 图第13页/共25页14二 水刀切割技术水刀切割机第14页/共25页15二 水刀切割技术2.水刀切割加工的基本设备（1）液压系统。液压系统主要包括增压器、控制器、泵、阀、过滤器及密封装置。（2）切割系统。喷嘴是切割系统最重要的部分，喷嘴质量的好坏直接影响水射流的品质和效率。（3）控制系统。可采用计算机控制系统进行自动控制。（4）过滤设备。滤除液体中的尘埃、微粒、矿物质沉
6、淀物等。第15页/共25页16二 水刀切割技术第16页/共25页17 二 水刀切割技术3.水刀切割应用范围从金属材料到非金属材料，从天然材料到人工材料，从食品到生活用品，基本上都能切割，有“万能切割机”之誉。主要应用领域有：（1）陶瓷、石材等建筑材料加工；（2）玻璃制品加工，如家电产品中玻璃部件切割、建筑装潢、工艺玻璃；（3）机械行业的金属板材切割下料；（4）广告行业的标牌、艺术图案切割；第17页/共25页18二 水刀切割技术第18页/共25页19 二 水刀切割技术4.水刀切割的优点（1）可切割范围广。可以切割绝大部分材料，如：金属，大理石，玻璃等。（2）切割质量好。切口平滑，不会产生粗糙的、
7、有毛刺的边缘。（3）无热加工。这种效果对被热影响的材料是非常理想的。如：钛。（4）环保性。这种机器采用水和沙切割，这种沙在加工过程中不会产生毒气，可直接排出，较环保。第19页/共25页20 二 水刀切割技术（5）无需更换刀具。你不需要更换切割机装置，一个喷嘴就可以加工不同类型的材料和形状，节约成本和时间。（6）无切割方向的限制。可完成各种不同的切割形状。（7）所产生横向及纵向的作用力极小。可降低设定时间及使用夹具的成本。（8）切口细。可减少大量废弃材料的产生，节省直接制造成本。第20页/共25页21 二 水刀切割技术5.水刀切割的缺点（1）一次性初期投入成本高（2）不能用于切割与水接触就不能使
8、用的工件（3）材料的耐磨性要求高（4）超高压的密封问题（5）超高压的安全问题第21页/共25页22 二 水刀切割技术6.激光切割与水刀切割的对比（1）激光切割设备的投资较大，大多用于薄钢板、部分非金属材料的切割，切割速度较快，精度较高，但激光切割时在切缝处会引起弧痕并引起热效应；（2）对有些材料激光切割不理想，如铝、铜等有色金属、合金，尤其是对较厚金属板材的切割，切割表面不理想，甚至无法切割。（3）激光切割设备投资、维护保养和运行消耗等成本也很可观。水切割投资小,运行成本低,切割材料范围广,效率高，操作维修方便。第22页/共25页小结 本章主要介绍了激光切割技术的原理、特点、应用领域及其产品分类，并简要叙述了激光切割的发展趋势；然后介绍了水刀切割技术的原理、应用范围、水刀切割设备的组成及其优缺点，并和激光切割技术进行了对比。共同合作完成此PPT的同学有*。23第23页/共25页24第24页/共25页2023/3/19中南大学航空航天学院25感谢您的观看！第25页/共25页