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中国激光切割机行业当前现状及未来趋势发展预测报告

中国激光切割机行业当前现状及未来趋势发展预测报告

	中国激光切割机行业当前现状及未来趋势发展预测报告


	                                   (2011-2016年) 


	**章 激光切割机概述


	**节 激光切割机定义


	       定义:(1)主要用于将板材切割成所需形状工件的激光加工机床。 (2)利用激光束的热能实现切割的设备。


	       所谓激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发,以达到切割和雕刻的目的,具有精度高,切割快速,不局限于切割图案限制,自动排版节省材料,切口平滑,加工成本低等特点,将逐渐改进或取代于传统的切割工艺设备。


	       激光切割机应用特性


	1、采用全封闭防护,减少粉尘的污染;


	2、选用性能优越的伺服和丝杆传动导向结构,高精密滚珠丝杠,低噪音滚珠导轨,高精密轴承;


	3、激光束聚焦光斑直径小,从而加工工件的切缝窄小;


	4、采用专业软件可随意设计各种图形或文字即时加工,加工灵活,操作简单、方便;


	5、无接触切割,切边受热影响很小,基本没有工件热变形,切割工件质量好,切缝一般不需要二次加工;


	6、不受工件外形的影响,激光加工柔性好,可以加工任意图形,可以切割钣金、薄板及其他异型材;


	7、切割精度高,切缝平滑,切割效率**其它激光切割机;


	8、可选配高度跟踪系统,实时自动对焦,克服板材不平整现象。


	9、可选配专业,激光功率跟随切割速度实时调整。


	    激光是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中:对于中厚板采用氧乙炔火焰切割;对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。 


	


	   激光切割机的用途很广泛,简单来说就是用激光对物体进行切割.可以切割的材料有很多,金运激光的切割机可以对亚克力、木板、布料、皮革、金属等进行切割,根据功率幅面的大小可以用在不同的行业。布料的切割可以用在制衣、地毯、工业面料等方面,亚克力切割机可以用在亚克力工艺品制作等方面、木板的切割可以用作模型制作、金属的切割可以代替原始的切割做各类金属制品等。


	   激光加工设备运用在服装行业的主要产品有高速激光裁剪机、全自动激光切割机、激光裁床、互移式双头激光裁剪机、全自动激光切割机和激光打标机等。每—种设备的不同加:正幅面是不同的。上述设备除激光打标机外,都可以进行布料裁剪裁片、服装打样、商标、贴布绣切割、皮革雕花钻孔、牛仔喷花、绣花等工艺的作业。而就全自动激光切割机而言,它的平台是可以运动的,与送料装置配合起来就实现了自动加工的目的。


	*二节 激光切割机行业发展历程


	   经过近50年的艰苦努力,我国激光切割机技术研究获得重大突破,激光切割机     产业也从无到有,成为我国科学界较活跃的领域之一。目前,全国共有5个**激光切割机技术研究中心,10多个研究机构;有21个省、市生产和销售激光切割机产品,常年有定型产品生产和销售、并形成一定规模的单位有200多家。目前国内激光切割机企业主要集中在湖北、北京、江苏、上海、和广东(含深圳、珠海特区)等经济发达省市。已基本形成以上述省市为主体的华中、环渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲四大激光切割机产业群,激光切割机晶体、关键元器件、配套件、激光切割机器、激光切割机系统、应用开发、公共服务平台已形成较完整的激光切割机产业链。这无疑也将给国内激光切割机产业创造更大的发展空间。     
          受金融危机的影响,我国光电各个行业已经受到不同程度的冲击,其中激光切割机产业受到金融危机影响的程度也非常大,主要原因是激光切割机设备大多应用到工业制造领域,而制造业领域的整体衰退大大影响了激光切割机厂商的业绩。加之国内激光切割机技术过度依赖于欧美国家,行业分布不均匀,有些行业产能过剩,有些则生产量不足,未来将会有更多的工厂破产,业界并购现象将陆续出现。然而,与国际上激光切割机加工系统相比,我国的激光切割机加工系统差距甚大,仅占**销售额的2%左右。所以我国激光切割机加工设备行业仍属于朝阳产业,其盈利状况**一般传统企业。同时由于我国工业企业多以机械加工企业为主,因此激光切割机加工设备存在巨大的市场需求,部分国内激光切割机加工设备制造企业仍有望在竞争中脱颖而出。     
          2009年及未来几年,随着国家有利政策的落实及行业技术水平的提高,中国激光切割机产业必定会有较大发展。激光切割机技术与众多新兴学科相结合,将更加贴近人们的日常生活,而激光切割机器研究向固态化方向发展,半导体激光切割机器和半导体泵浦固体激光切割机器成为激光切割机加工设备的主导方向,整个激光切割机产业界并购将盛行,各公司力争成为行业成员,激光切割机产品也将在工业生产、交通运输、通讯、信息处理、医疗卫生、军事及文化教育等领域得到更深入的应用,进而提高这些行业的自主创新能力,适应**化的发展潮流,形成新的经济增长点。预估在今后三年内我国激光切割机产业平均行业复合成长率应该不低于20%。未来5年,中国激光切割机产品市场需求将**过600亿元。


	  从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中:对于中厚板采用氧乙炔火焰切割;对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。


	*三节 激光切割机分类情况


	   激光切割机可以分为三大类型,这里讲述的是以模式形式进行划分的。


	   激光切割机是现代流行的产品,它代替了人力劳动,更好的完成所要切割的物品,在机型方面也有很多*进行了研究,为了适合不同的切割要求,激光切割机可以分为三种,具体的:


	1.       搭载型:这种激光切割机主要是切割厚板有优势,且加工范围很大,可以将2*6米或3*9的板直接放在机器上切割。


	2.       台式机:这种机器在切割薄板时,加工速度快,但有效切割范围一般较大为1.5*3米,(比如开关柜,电梯,装饰等行业)这种机器现在市场上已经很多了,加工竞争相对大,但应用也相对广泛。


	  按激光切割种类


	  1.激光气化切割


	 在激光气化切割过程中,材料在割缝处发生气化,此情况下需要非常高的激光功率。 


	 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大**过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 


	该加工不能用于,象木材和某些陶瓷等,那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外,这些材料通常要达到更厚的切口。在激光气化切割中,较优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。激光功率和气化热对较优焦点位置只有一定的影响。在板材厚度一定的情况下,较大切割速度反比于材料的气化温度。所需的激光功率密度要大于108W/cm2,并且取决于材料、切割深度和光束焦点位置。在板材厚度一定的情况下,假设有足够的激光功率,较大切割速度受到气体射流速度的限制。


	2.激光火焰切割


	 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应,对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。 


	 另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响,激光的功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。


	3.激光熔化切割


	 在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。 


	 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参于切割。激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常**把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。较大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm2~105 W/cm2之间。


	*二章  现今中国激光切割机行业发展环境分析


	**节  现今中国经济环境分析


	一、宏观经济


	中国经济增长的内在动力依然较强,经济仍具备实现平稳快速增长的有利条件。但也应看到,经济运行仍然面临许多困难因素,一些长期性的矛盾和问题还需要通过深层次的改革和调整来加以解决。


	2010年我国经济增长的外部环境有所改善,但外部需求恢复增长需要较长时期。在各国开出的“强力药方”作用下,**经济出现大病初愈迹象。美国经济在经历了前几个季度的衰退后初露增长曙光。世界各大主要经济体均出现不同程度增长。美、欧、日等主要经济体开始出现复苏迹象,但目前仍面临失业率飙升、财政赤字剧增和消费不振等诸多挑战,经济刺激计划也将收缩或陆续退出,经济全面复苏将是一个曲折而漫长的过程。


	二、工业形势


	  工业增长条件充足,但结构调整难度很大 


	 一方面,工业经济增速发展条件充足:工业企业利润的增长惯性依然存在;公司治理和管理水平的改善;消费升级步伐的不断加快,投资较快增长的态势将增大对制造业产品的需求。另一方面,工业快速增长的同时也带来了产能过剩这一中国经济的顽疾。前几年出口的指数型增长,吸收了我国不断产生的过剩产能。


	三、固定资产投资


	    国内消费市场拓展空间广阔,但难度增大 


	 国内消费市场仍有很大的潜力:首先,农村消费市场将会迅速启动并形成新的经济增长点。其次,城镇居民收入和消费信心增加,有利于刺激本轮消费升级。但是,在当前就业形势严峻、农民增收困难情况下,同时受未来支出和消费习惯等多重因素制约,我国消费增长难以持续保持在一个较高的水平上。 


	 国内投资增长具备潜力,但民间投资意愿不强,我国的国内投资增长具备一定的潜力,主要表现在:就业压力和改善现状的迫切愿望,形成了高涨的投资热情;房地产、汽车工业发展带来的产业规模扩大以及工业化、城市化进程加快等变化,为投资提供了广阔空间;巨大的国民总储蓄和国外投资,为投资提供了充足的资金支持。但目前经济增长动力主要还是依靠投资拉动,**投资增速比民间投资增速要快得多。实现经济明显复苏的关键还是要带动民间的投资。


	国家“十二五”产业政策


	  中国是从1953年开始以五年一个时间段来做国家的中短期规划的,**个“五年计划”,我们就简称为“一五”,然后以此类推。“十二五”规划的全称是:*人民共和国国民经济和社会发展*十二个五年规划纲要。“十二五”规划的起止时间:2011-2015年。


	   一、加快转变经济发展方式,开创科学发展新局面


	二、坚持扩大内需战略,保持经济平稳较快发展 


	 三、推进农业现代化,加快社会主义新农村建设 


	 四、发展现代产业体系,提高产业核心竞争力


	 五、促进区域协调发展,积极稳妥推进城镇化 


	 六、加快建设资源节约型、环境友好型社会,提高生态文明水平 


	 七、深入实施科教兴国战略和人才强国战略,加快建设创新型国家 


	 八、加强社会建设,建立健全基本公共服务体系 


	 九、推动文化大发展大繁荣,提升国家文化软实力 


	 十、加快改革攻坚步伐,完善社会主义市场经济体制 


	 十一、实施互利共赢的开放战略,进一步提高对外开放水平 


	 十二、全党全国各族人民团结起来,为实现“十二五”规划而奋斗


	    产业结构


	 1.促进产业结构优化升级研究。 


	 2.提高我国产业竞争力研究。 


	 3.加快现代服务业发展研究。 


	 4.走中国特色农业现代化道路研究。 


	 5.粮食安全问题研究。 


	 6.能源发展战略研究。 


	 7.交通运输发展战略研究。 


	 8.新能源发展战略


	*三节 现今中国激光切割机行业发展社会环境分析


	一、居民消费水平分析


	我国的国内投资增长具备一定的潜力,主要表现在:就业压力和改善现状的迫切愿望,形成了高涨的投资热情;房地产、汽车工业发展带来的产业规模扩大以及工业化、城市化进程加快等变化,为投资提供了广阔空间;巨大的国民总储蓄和国外投资,为投资提供了充足的资金支持。但目前经济增长动力主要还是依靠投资拉动,**投资增速比民间投资增速要快得多。实现经济明显复苏的关键还是要带动民间的投资。 


	二、工业发展形势分析


	工业经济增速发展条件充足,工业企业利润的增长惯性依然存在。但是,工业快速增长的同时也带来了产能过剩这一中国经济的顽疾。前几年出口的指数型增长,吸收了我国不断产生的过剩产能。激光作为一种新型的工具目前越来越成熟的运用到各种行业,所以,工业发展形势是良好的。


	*三章 中国激光切割机生产现状分析


	 **节   激光切割机行业总体规模 


	激光切割机的市场现状分析 根据统计数据表明高动率数控激光切割成套设备**累计拥有量已达35000台(套)左右,而我国目前高功率数控激光切割成套设备为1500台左右。随着装备制造业的快速发展,我国数控激光切割成套设备已进入快速增长期,年增率达50%以上。应用行业包括:汽车 船舶 航空 核工业 机械制造 钢铁 纺织 石油 激光加工中心等等。


	在2006年全国激光加工学术年会上,*们认为:到“十一五”末期,我国每年至少需要1500台套高功率数控激光切割机,到“十二五”末期,我国高功率数控激光切割机市场需求量将达到10000台套,其中除了通用激光切割机之外,对高速高精度激光切割机、大幅面厚板激光切割机、三维立体数控激光切割机、**航空用有色金属激光器切割机等高性能激光切割系统的需求也与日俱增。


	*二节 激光切割机产能概况


	一、2006-2011年产能分析


	  **激光制造技术发展飞速,我国与国际激光技术水平的差距有所增大,高端的激光加工成套装备几乎全部依赖进口,致使国外激光制造装备在我国市场的占有率高达70%。预计未来10年内,我国对这些高性能激光切割系统的市场需求量将达到100亿元。如此迫切和巨大的市场需求反应出激光加工的手段已经覆盖到国民经济各个重要领域,同时也影响着*、航空**等关键技术的突破,我们不仅仅是解决目前国内该产品的空白,同时也旨在解决激光加工领域多层面技术核心问题,如激光数控、激光机床新型结构、高质量激光加工的技术瓶颈等。


	二、2011-2016年产能预测


	   随着我国铁路建设、公路建设、水利建设、水电建设、能源、矿山建设、建筑业等重大工程的推进,到2015年,我国工程机械市场需求量将达到2000亿元以上,大幅面厚钢板激光切割机将在我国工程机械行业得到普遍应用。2007年,国内某着名重工机械企业对27台3m×30m大幅面20mm厚钢板激光切割机进行招标,由于国内激光企业无厂家符合技术要求,所有订单都被国外厂家获得。另一重工企业需求6台3m×30m大幅面20mm厚钢板激光切割机。也全部由国外厂家中标,**两家合同金额就高达2亿元。


	*五节激光切割机产业供需情况


	激光加工技术一直是国家重点支持和推动应用的一项**,特别是**强调要振兴制造业,这就给激光加工技术应用带来发展机遇。在国家制定中长远期发展规划时,又将激光加工列为关键支撑技术,因为它涉及*、*建设、**的产业化和科技*的发展,这就把激光加工提升到很高的重视程度,也必将给激光加工机的制造和升级带来很大的商机。


	从中国光学光电子行业协会激光分会的逐年统计看,激光加工装备的年销售额一直在高速增长。如2003年比2002年增长21.6%,2004年比2003年增长18%。充分说明,激光加工技术在我国已经从研究,实验探索中走出了象牙之塔,走上实用化的道路。崛起一批激光加工装备制造企业,生产出成千上万台满足应用的激光加工机。保持销售额年增长在20%左右。由于对国内市场的各种宣传、展示、普及和为用户培训,也大大地把激光加工的市场拓大拓宽,给国内用户带来采用这种先进制造技术的信心和决心,促成激光加工得以越来越广泛应用的外部环境,这便是我们经常说的市场牵动。市场牵动又推动着激光加工机的热销,如此这般,形成连锁反应。正因如此推动,目前已经形成激光加工机生产企业达200余家,从业人员近2万,其中科技人员约占50%,具有中高级职称的员工约占30%,已经形成一支具有相当实力的产业队伍。同时,也吸引了世界各地许多激光加工设备制造商的关注和跟进,国内市场已经国际化了。


	*四章 激光切割机国内产品价格走势及影响因素分析


	**节             国内产品当前市场价格及评述


	 


	
		
			
				
					公司名称
				
			
			
				
					 
				
				
					产品型号
				
			
			
				
					 
				
				
					适用范围
				
			
			
				
					 
				
				
					产品特点
				
			
			
				
					 
				
				
					技术参数
				
			
			
				
					 
				
				
					价格
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					上海团结普瑞玛
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					SLCF-L15×30
				
				
					(其他系列:SLCF-X悬臂式飞行光路激光切割机;SLC(H)恒光路激光切割机)
				
			
			
				
					电气开关、纺织机械、粮油机械、工程机械、石油机械、电梯机械、农业机械等行业的碳钢、不锈钢、镀锌板、铝板
				
			
			
				
					意大利PRIMA的单元技术,悬挂式龙门梁飞行光路结构,人机接近性及机床驱动特性良好,机床全封闭防护,可使操作者观察到完整的加工过程。配有自动交换工作台。
				
			
			
				
					激光器选配功率
				
			
			
				
					2000w~4000w
				
			
			
				
					 
				
			
		
		
			
				
					工作台尺寸(mm)
				
			
			
				
					1500×3000
				
			
		
		
			
				
					几何定位精度(mm)
				
			
			
				
					±0.03
				
			
		
		
			
				
					重复定位精度(mm)
				
			
			
				
					 
				
				
					±0.01
				
			
		
		
			
				
					较大碳钢切割厚度(mm)
				
			
			
				
					 
				
				
					16-25
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					武汉天琪激光设备制造有限公司
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					TQL-LCY620-GC YAG系列管板两用激光切割机
				
			
			
				
					能在圆管上切割方孔、腰形孔、圆孔。
				
				
					能进行钢管截断。能在方管管面切割各种图形。
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					能满足用户进行圆管、方管切割以及钢板的异形加工
				
			
			
				
					较大输出功率
				
			
			
				
					620W
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					武汉天琪TQL-LCY500-0303(22.8万元/台)
				
				
					 
				
			
		
		
			
				
					激光波长
				
			
			
				
					1064nm
				
			
		
		
			
				
					脉冲频率
				
			
			
				
					1-300HZ
				
			
		
		
			
				
					切割板材厚度
				
			
			
				
					0.2-8mm
				
			
		
		
			
				
					几何定位精度
				
			
			
				
					±0.08mm
				
			
		
		
			
				
					重复定位精度
				
			
			
				
					±0.04mm
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					TQL-MFC系列光纤激光切割机
				
			
			
				
					碳钢、硅钢、不锈钢、铝合金、钛合金、镀锌板、酸洗板、镀铝板、铜等多种金属材料的快速切割
				
			
			
				
					**的光束质量;较高的切割速度;较高的稳定性;较高的电光转换效率;较低的使用成本;较低的维护成本;产品操作维护方便;**强的柔性导光效果;
				
			
			
				
					激光器功率
				
			
			
				
					200-2000
				
			
		
		
			
				
					X轴行程
				
			
			
				
					500-6000mm
				
			
		
		
			
				
					Y轴行程
				
			
			
				
					500-2000mm
				
			
		
		
			
				
					Z轴行程
				
			
			
				
					100mm
				
			
		
		
			
				
					几何定位精度(mm)
				
			
			
				
					±0.08mm
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					重复定位精度(mm)
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					±0.04mm
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					上海通用重工集团有限公司
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					激光切割机-台式固体数控激光切割机(YAG激光器)
				
				
					 
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					碳钢、不锈钢、铝合金等
				
			
			
				
					切割任意图形或打孔;配备可连接除尘系统的风道装置;激光输出不受温度影响,较大12m/min的高速运行精度
				
			
			
				
					激光波长
				
			
			
				
					1064nm
				
			
			
				
					 
				
			
		
		
			
				
					注入功率
				
			
			
				
					18KW
				
			
		
		
			
				
					输出功率
				
			
			
				
					300-500W
				
			
		
		
			
				
					脉冲宽度
				
			
			
				
					0.3-10ms
				
			
		
		
			
				
					脉冲频率
				
			
			
				
					1-300HZ
				
			
		
		
			
				
					切割厚度
				
			
			
				
					0.2-6mm(根据材料)
				
			
		
		
			
				
					较小线度
				
			
			
				
					0.15mm
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					数控激光切割机-台面式(光纤或CO2激光器)
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					碳钢、硅钢、不锈钢、铝合金、钛合金、镀锌板、酸洗板、镀铝板、铜等多种金属材料的快速切割
				
			
			
				
					龙门架式结构,整个机架与横梁均经热处理消除应力,并经过精密机加工,数控激光切割机工作台与主机分离,具有蛙跳、共边切割、优化套排料、高效穿孔、尖角处理等功能。可根据用户需求选配交换式工作台,可伸缩的夹钳及板材定位装置等
				
			
			
				
					横向跨距
				
			
			
				
					2m/2.5m/3m
				
			
		
		
			
				
					横向有效行程(Y轴)
				
			
			
				
					1.5m/2m/2.5m
				
			
		
		
			
				
					纵向导轨长度
				
			
			
				
					4m-8m(根据用户需求)
				
			
		
		
			
				
					纵向有效行程(X轴)
				
			
			
				
					3m-7m
				
			
		
		
			
				
					切割头升降行程(Z轴)
				
			
			
				
					150mm
				
			
		
		
			
				
					切割头较高行走速度
				
			
			
				
					50m/min
				
			
		
		
			
				
					机器定位精度
				
			
			
				
					±0.05mm
				
			
		
		
			
				
					激光器功率范围
				
			
			
				
					1000-2000W
				
			
		
		
			
				
					济南金强激光数控设备有限公司
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					JQ1121等系列产品
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					布料、皮革、纸张、竹木制品、**玻璃、薄膜、帆布等
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					用于服装打样、大幅面截断、皮革业、鞋业、装饰业、家具业、广告业、包装印刷业、模具业、工业礼品业等
				
			
			
				
					激光频率
				
			
			
				
					80/100/130W
				
			
			
				
					
				
				
					
				
				
					
				
				
					
				
				
					金强YAG500W-1325(40万)
				
			
		
		
			
				
					激光器类型
				
			
			
				
					CO2封离式玻璃光激光器
				
			
		
		
			
				
					切割速度
				
			
			
				
					0-1000mm/min
				
			
		
		
			
				
					定位精度
				
			
			
				
					≤±0.01mm
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					支持软件
				
			
			
				
					田岛刺绣,CORELDRAW,PHOTOSHOP,AUTOCAD等
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					武汉奔腾楚天激光设备有限公司
				
			
			
				
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					FIBER PLUS光纤激光切割机系列
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					3000×1500;4000×2000;6000×2000等幅面的多种金属材料的快速切割
				
			
			
				
					双重伺服电机驱动,可从3个不同方向进入设备工作区域,交换工作台配有全新液压升降系统,有无交换工作台均可运行,全新6020型号设备配有光路补偿功能,交换工作台,并且6米 Y轴只需一次定位
				
			
			
				
					运行模式
				
			
			
				
					CW/PW
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					180万-240万左右
				
			
		
		
			
				
					X轴行程
				
			
			
				
					3000-6000
				
			
		
		
			
				
					Y轴行程
				
			
			
				
					1500-2000
				
			
		
		
			
				
					Z轴行程
				
			
			
				
					190
				
			
		
		
			
				
					定位精度
				
			
			
				
					±0.03mm/m
				
			
		
		
			
				
					重复定位精度
				
			
			
				
					±0.01mm
				
			
		
		
			
				
					较大定位速度
				
			
			
				
					120m/min
				
			
		
		
			
				
					较大加速度
				
			
			
				
					1.4G
				
			
		
		
			
				
					激光功率
				
			
			
				
					1000/2000W
				
			
		
		
			
				
					激光器功耗
				
			
			
				
					4KW/8KW
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					ALFACUBE三维激光切割机
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					创新型的5轴联动激光设备,主要用于三维零件的切割及焊接
				
			
			
				
					集成激光器的整体结构较大限度地减少安装时间,保证了光路的稳定性。X轴及Y轴光路是由密封正压的导光臂构成。旋转轴B轴和C轴的电机是固定的,旋转运动通过同轴的传动轴传递到切割头。保证切割头正常运转
				
			
			
				
					额定功率
				
			
			
				
					1000-2200W
				
			
		
		
			
				
					波长
				
			
			
				
					10.6μm
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					工作区域
				
			
			
				
					二维:X3000Y2000
				
			
		
		
			
				
					三维:X2500Y1500Z750
				
			
		
		
			
				
					较大轴速度
				
			
			
				
					40m/min(X轴和Y轴)
				
			
		
		
			
				
					工作精度
				
			
			
				
					±0.01/500mm
				
			
		
		
			
				
					功率稳定性
				
			
			
				
					3%
				
			
		
		
			
				
					指向稳定性
				
			
			
				
					±0.1mrad
				
			
		
		
			
				
					传动部件
				
			
			
				
					滚珠丝杠
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					HYPE-CUT激光切割机
				
			
			
				
					可优质切割0.5-22mm碳钢,0.5-12mm不锈钢,还可切割亚克力、木材等多种非金属材料
				
			
			
				
					全飞行光路结构,一体化设计多样化布局以满足客户不同的场地要求; 激光发生器采用先进的双重抗热变影响系统, 功率消耗及维护费用低; 整个加工区域切割质量优良,较新的带动态及几何冲击保护的Z32实时控制系统, 光纤连接的全数字伺服驱动器, 远程协助功能;气路控制系统可自动更换三种辅助气体。新型的5”及7.5”聚焦镜快速更换系统(完全满足薄板及厚板的优质切割)
				
			
			
				
					定位精度
				
			
			
				
					≤±0.05mm
				
			
		
		
			
				
					定位速度
				
			
			
				
					85m/min
				
			
		
		
			
				
					X轴行程
				
			
			
				
					3040mm
				
			
		
		
			
				
					Y轴行程
				
			
			
				
					1525mm
				
			
		
		
			
				
					Z轴行程
				
			
			
				
					150mm
				
			
		
		
			
				
					切缝粗糙度
				
			
			
				
					Ra≤12.5μm
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					整机功耗
				
			
			
				
					25-65KW
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					HYPE-CUT2018型石英激光切割机
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					主要用石英板材和管材的切割下料
				
			
			
				
					卡盘外径
				
			
			
				
					?100~?360mm
				
			
		
		
			
				
					X轴行程
				
			
			
				
					2000mm
				
			
		
		
			
				
					Y轴行程
				
			
			
				
					1800mm
				
			
		
		
			
				
					Z轴行程
				
			
			
				
					400mm
				
			
		
		
			
				
					X、Y轴定位精度
				
			
			
				
					+0.02mm/m
				
			
		
		
			
				
					重复定位精度
				
			
			
				
					+0.01
				
			
		
		
			
				
					轴较大定位速度
				
			
			
				
					10m/min
				
			
		
		
			
				
					切割工作台较大载重量
				
			
			
				
					500kg(均载)
				
			
		
		
			
				
					额定输出功率
				
			
			
				
					1500W
				
			
		
		
			
				
					12mm以下石英板材切割端面锥度全角
				
			
			
				
					<0.20mm
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					武汉华俄激光工程有限公司
				
			
			
				
					 
				
				
					HECY3015C-500型大幅面金属激光切割机(YAG激光器)
				
			
			
				
					不绣钢、碳钢、合金钢,弹簧钢、铝、银、铜、钛等金属板材及管材的切割。
				
			
			
				
					电容感应式设计,切割过程可只吹压缩空气。滚轮式接料拖车。龙门式机械机构,气动夹料装置,精密滚珠丝杠传动方式
				
			
			
				
					较大切割速度
				
			
			
				
					8米/分钟
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					58万左右
				
			
		
		
			
				
					脉冲重复频率
				
			
			
				
					0-300Hz
				
			
		
		
			
				
					较小线宽
				
			
			
				
					0.12mm
				
			
		
		
			
				
					切割材厚度
				
			
			
				
					0.2-6mm(视材料而定)
				
			
		
		
			
				
					激光波长
				
			
			
				
					1064nm
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					HECF3015-300光纤激光机
				
			
			
				
					不锈钢、合金钢、铜、钛等金属材料的精密切割,应用于金属工艺品、五金制品、精密机械、汽车配件、眼镜、首饰、铭牌、电子、玩具、广告等行业。
				
			
			
				
					选用德国IPG激光器,自主设计龙门式数控机床系统,高强度整体焊接机身;以精密滚珠丝杠,直线导轨传动运行。主要针对4MM以下金属板材的快速精密切割,激光产生不需发生气体,空气辅助切割
				
			
			
				
					激光器介质
				
			
			
				
					半导体泵浦连续掺镜光纤
				
			
		
		
			
				
					切割范围(长×宽)
				
			
			
				
					3000mm×1500mm
				
			
		
		
			
				
					较大切割速度
				
			
			
				
					10米/分钟
				
			
		
		
			
				
					激光波长
				
			
			
				
					1070nm
				
			
		
		
			
				
					激光输出功率
				
			
			
				
					300W
				
			
		
		
			
				
					激光器输入功率
				
			
			
				
					1KW
				
			
		
		
			
				
					较小线宽
				
			
			
				
					≤0.12nm
				
			
		
		
			
				
					切割材料厚度
				
			
			
				
					0.2-3mm
				
			
		
		
			
				
					传动方式
				
			
			
				
					进口滚珠丝杆
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					武汉金运激光股份有限公司
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					XJG-13090DT 光纤激光切割机
				
				
					 
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					不锈钢,碳钢,合金钢,铝合金,铜板,铝板等金属板材及管材
				
			
			
				
					封闭式设计,铸造床身、高精密丝杆及导轨,
  标配300W光纤激光器,关键部件寿命可达10万小时。跟随式动态调焦装置,选配自动排版
				
			
			
				
					激光类型
				
			
			
				
					光纤激光器
				
			
			
				
					 
				
			
		
		
			
				
					工作平台
				
			
			
				
					齿条工作平台
				
			
		
		
			
				
					激光输出功率
				
			
			
				
					300W
				
			
		
		
			
				
					定位精度
				
			
			
				
					±0.03mm
				
			
		
		
			
				
					图形格式
				
			
			
				
					PLT、DXF、AI
				
			
		
		
			
				
					标配
				
			
			
				
					随动调焦
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					选配
				
			
			
				
					500W光纤激光器、旋转装置、快速抄版
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					GJMSJG-150300DT B 全封闭精密丝杆金属激光切割机
				
				
					 
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					精密切割不绣钢、碳钢、黄铜、铝等金属材料
				
			
			
				
					搭载中功率灯泵浦激光器,1500mm×3000mm幅面内切割任意图形。配合跟随式动态调焦装置,对不同厚度材料自动对焦切割,工作台面万象轮的设置,全封闭式外形设计。
				
			
			
				
					激光类型
				
			
			
				
					YAG
				
			
		
		
			
				
					输出功率
				
			
			
				
					500W
				
			
		
		
			
				
					工作平台
				
			
			
				
					齿条工作平台
				
			
		
		
			
				
					加工速度
				
			
			
				
					可调
				
			
		
		
			
				
					定位精度
				
			
			
				
					±0.1 mm
				
			
		
		
			
				
					图形格式
				
			
			
				
					PLT、DXF、AI
				
			
		
		
			
				
					标配
				
			
			
				
					随动对焦
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					选配
				
			
			
				
					650W灯泵浦激光器、气动上料装置、快速抄版、自动识别、抛光上色、花版雕刻
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					JMSCJG-130250DT CO2高精度激光切割机
				
				
					 
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					可**切割不锈钢、碳钢、亚克力、木板等金属和非金属板材
				
			
			
				
					金属钢梁拼焊结构,精密丝杆传动和伺服驱动系统。搭载400W CO2射频金属激光器,刀条式工作平台设计,跟随式抽烟系统, 5寸液晶显示数控系统,金属、非金属切割
				
			
			
				
					激光类型
				
			
			
				
					CO2RF激光器
				
			
		
		
			
				
					输出功率
				
			
			
				
					400W
				
			
		
		
			
				
					工作平台
				
			
			
				
					条状工作平台
				
			
		
		
			
				
					定位精度
				
			
			
				
					±0.1mm
				
			
		
		
			
				
					图形格式
				
			
			
				
					AI、BMP、PLT、DXF、DST
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					标配
				
			
			
				
					微型空压机、自动控制高压吹气阀
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					选配
				
			
			
				
					100W/150W/200W/300W (150W以上功率可切割金属薄板)
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					武汉薪火科技有限公司
				
			
			
				
					   
				
				
					 
				
				
					 
				
				
					XHJD -1325 1300ⅹ2500mm
    XHJD -1330 1300ⅹ3000mm
    XHJD -1530 1500ⅹ3000mm
				
			
			
				
					 
				
				
					 
				
				
					铝、钢、铁、铜、钛金板及其他导电金属;压克力板和PVC板,木制品、水晶、橡胶、塑料、双色板、PCB板、纸张、皮革等
				
			
			
				
					有断电续切、回退续切、自动省料排版和自动定位切割等功能。自动回退的功能,脱机操作,可进行材料自动校正。Y轴采用双电机双驱动, X轴采用圆方双导轨,具有红光定位系统
				
			
			
				
					激光功率
				
			
			
				
					80W-100W
				
			
			
				
					 
				
			
		
		
			
				
					较大运行速度
				
			
			
				
					15000mm/min
				
			
		
		
			
				
					切割精度
				
			
			
				
					±0.05%
				
			
		
		
			
				
					重复定位精度
				
			
			
				
					±0.01mm
				
			
		
		
			
				
					Z轴行程
				
			
			
				
					100mm
				
			
		
		
			
				
					软件兼容
				
			
			
				
					CorelDraw, AutoCAD和文泰
				
			
		
		
			
				
					 
				
				
					选配
				
			
			
				
					伺服系统、吸尘装置、自动水冷系统
				
			
		
		
			
				
					控制系统
				
			
			
				
					薪火工控系统
				
			
		
		
			
				
					电机
				
			
			
				
					交流三厢电机
				
			
		
		
			
				
					传动方式
				
			
			
				
					丝杆和齿条
				
			
		
	


	 


	 *四节 2011-2016年国内产品未来价格走势预测


	*五章 2010年我国激光切割机行业发展现状分析


	 


	  在世界市场上,激光切割机正在向高功率、大幅面、厚板材方向发展。切割焊接是造船行业较基础的加工工艺,目前我国船用钢板切割一般采用火焰切割、等离子切割,由于精度有限,特别是对特殊材料的甲板和船体材料,许多国外大型造船厂普遍采用大幅面厚板材激光切割机,国内造船企业已经开始进行设备选购,特别是特种用途的船艇,采用激光切割已经成为一种必须的加工手段。预计在未来5-10年,这一应用行业的生产需求较大。随着“精密造船”时代的来临,高功率CO2激光切割技术及装备在先进国家造船业得到了越来越广泛的普及应用。


	 


	*二节 中国激光切割机产品技术分析


	 激光切割技术概述


	     激光束聚焦成很小的光点其较小直径可小于 0.1mm),使焦点处达到很高的功率密度可**过106W/cm2)。这时光束输入(由光能转换)的热量远远**过被材料反射、传导或扩散部分,材料很快加热至汽化湿度,蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄(如0.1mm左右)的切缝。切边热影响很小,基本没有工件变形。 切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助气体。钢切割时得用氧作为辅助气体与溶融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体。进入喷嘴的辅助气体还能冷却聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。 
    大多数**与无机都可以用激光切割。在工业制造占有分量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它具有什么样的硬度,都可进形无变形切割(目前使用较先进的激光切割系统可切割工业用钢的厚度已可接近20mm)。当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割(某些难切割材料可使用脉冲波激光束进行切割,由于较高的脉冲波峰值功率,会使材料对光束的吸收系数瞬间急剧提高)。 
    激光切割无毛刺,皱折、精度高,优于等离子切割。对许多机电制造行业来说,由于微机程序的现代化激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件(工件图纸也可修改),它往往比冲切、模压工艺更被**选用;尽管它加工速度慢于模冲,但它没有模具消耗,*修理模具,还节约更换模具时间,从而节省加工费用,降低产品成本,所以从总体上讲在经济上更为合算。
    另一方面,从如何使模具适应工件设计尺寸和形状变化角度看,激光切割也可发挥其精确、重现性好的优势。作为层叠模具的**制造手段,由于不需要高级模具制作工,激光切割运转费用也并不昂贵,因此还能显着地降低模具制造费用。激光切割模具还带来的附加好处是模具切边会产生一个浅硬化层(热影响区),提高模具运行中的耐磨性。激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来无应力优势,由此提高了使用寿命。 
    
    
    常用工程材料的激光切割 
    1.金属材料的激光切割 
    虽然几乎所有的金属材料在室温对红外波能量有很高的反射率,但发射处于远红外波段1.064um光束的灯泵浦ND:YAG激光器及10.6μmCO2激光器还是成功的应用于许多金属的激光切割实践 
    2. 非金属材料的激光切割 10.6μm波长的CO2激光束很容易被非金属材料吸收,导热性不好和低的蒸发温度又使吸收的光束几乎整个输入材料内部,并在光斑照射处瞬间汽化,形成起始孔洞,进入切割过程的良性循环。 
    
    
    CO2 激光切割工业应用及其关键技术 
    一、引言 
    
    
    CO2激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中:对于中厚板采用氧乙炔火焰切割;对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。 
    
    CO2激光切割技术比其他方法的明显优点是: 
    
    (1)切割质量好。切口宽度窄(一般为0.1--0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5--25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。 
    (2)切割速度快。例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形较小。 
    (3)清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能**过电加工;就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显着的优点足以证明:CO2激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速,应用日益广泛的一种先进加工方法。 
    九十年代以来,由于我国社会主义市场经济的发展,企业间竞争激烈,每个企业必须根据自身条件正确选择某些先进制造技术以提高产品质量和生产效率。因此CO2激光切割技术在我国获得了较快的发展。 
    
    二、CO2激光切割的工业应用 
    
    世界**台CO2激光切割机是二十世纪七十年代的诞生的。三十多年来,由于应用领域的不断扩大,CO2激光切割机不断改进,目前国际国内已有多家企业从事生产各种CO2激光切割机以满足市场的需求,有二维平板切割机、三维空间曲线切割机、管子切割机等。国外**企业有德国Trumpf公司、意大利Prima公司、瑞士Bystronic公司、日本Amada公司、MAZAK公司、NTC公司、澳大利亚HG Laser Lab公司等。目前国内能提供平板切割机的企业有上海团结普瑞玛公司、沈阳普瑞玛公司、济南捷迈公司、武汉楚天公司等。根据美国激光工业应用*杂志“Industrial Laser Solution”2000年度报告统计:1999年全世界共销售的激光切割系统(主要是CO2激光切割系统)为3325台,共11.74亿美元。据不完全统计我国目前每年生产CO2激光切割机近100台,共1.5亿元人民币。虽然激光切割的发展趋势较快,但应用水平与发达国家相比差距较大。至2003年我国已在工业生产中使用的CO2激光切割系统累计已达500台左右,约占全世界正运行系统总量的1.5%。 
    CO2激光切割系统的购置着主要是两类单位:一类是大中型制造企业,这些企业生产的产品中有大量板材需要下料、切料,并且具有较强的经济和技术实力;另一类单位是加工站(国外称Job
Shop),加工站是专门对外承接激光加工业务的,自身无主导产品。它的存在一方面可满足一些中小企业加工的需要;一方面在初期对推广应用激光切割技术起到宣传示范的作用。1999年美国全国共有激光加工站2700家,其中51%从事激光切割工作。八十年代我国激光加工站主要从事激光热处理工作,九十年代后,激光切割及攻站逐步增加。在此基础上随着我国大中型企业体制改革的深入和经济实力的增强,越来越多的企业将采用CO2激光切割技术。 
    从目前国内应用情况分析,CO2激光切割广泛应用于<12mm厚的低碳钢板、<6mm厚的不锈钢板及<20mm厚的非金属材料。对于三维空间曲线的切割,在汽车、航空工业中也开始获得了应用。目前适合采用CO2激光切割的产品大体上可归纳为三类: 
    第一类: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,一般厚度<12mm的低碳钢、<6mm厚的不锈钢,以节省制造模具的成本与周期。已采用的典型产品有:自动电梯结构件、升降电梯面板、机床及粮食机械外罩、各种电气柜、开关柜、纺织机械零件、工程机械结构件、大电机硅钢片等。 
    第二类:装饰、广告、服务行业用的不锈钢(一般厚度<3mm)或非金属材料(一般厚度<20mm)的图案、标记、字体等。如艺术照相册的图案,公司、单位、宾馆、商场的标记,车站、码头、公共场所的中英文字体。 
    第三类:要求均匀切缝的特殊零件。较广泛应用的典型零件是包装印刷行业用的模切版,它要求在20mm厚的木模板上切出缝宽为0.7~0.8mm的槽,然后在槽中镶嵌刀片。使用时装在模切机上,切下各种已印刷好图形的包装盒。国内近年来应用的一个新领域是石油筛缝管。为了挡住泥沙进入抽油泵,在壁厚为6~9mm的合金钢管上切出<0.3mm宽的均匀切缝,起割穿孔处小孔直径不能>0.3mm,切割技术难度大,已有不少单位投入生产。
    国外除上述应用外,还在不断扩展其应用领域。 
    
    (1)用三维激光切割系统或配置工业机器人,切割空间曲线,开发各种三维切割软件,以加快从画图到切割零件的过程。 
    (2)为了提高生产效率,研究开发各种**切割系统,材料输送系统,直线电机驱动系统等,目前切割系统的切割速度已**过100m/min。 
    (3)为扩展工程机械、造船工业等的应用,切割低碳钢厚度已**过30mm,并特别注意研究用氮气切割低碳钢的工艺技术,以提高切割厚板的切口质量。因此在我国扩大CO2激光切割的工业应用领域,解决新的应用中一些技术难题仍然是工程技术人员的重要课题。 
    
    三、CO2 激光切割的关键技术 
    
    激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。特别是对于切割精度较高或厚度较大的零件,必须掌握和解决以下几项关键技术: 
    
    1、焦点位置控制技术:
    
    激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般>10W/cm2。由于能量密度与4/πd2成正比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率CO2激光切割工业应用中广泛采用5〃~7.5〃??(127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素原则上<6mm的金属材料,焦点在表面上;>6mm的碳钢,焦点在表面之上;>6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。
    
    在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种:
    
    (1)打印法:使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径较小处为焦点。
    (2)斜板法:用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的较小处为焦点。
    (3)蓝色火花法:去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花较大处为焦点。
    
    对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些**的装置供用户选用:
    
    (1)平行光管。这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
    (2)在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴,它与控制喷嘴到材料表面距离(stand off)的Z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端F轴也同时移动,使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。(如图) 
    
    
    
    
    (3)控制聚焦镜(一般为金属反射聚焦系统)的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。
    
    (4)飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短;反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。
    
    2.切割穿孔技术:
    
    任何一种热切割技术,除少数情况可以从板边缘开始外,一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法:
    
    (1)爆破穿孔:(Blast drilling)
    
    材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在要求较高的零件上使用(如石油筛缝管),只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。
    
    (2)脉冲穿孔:(Pulse drilling)
    
    采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率;更重要的时光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。
    
    在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件:如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法有以下三种:(1)改变脉冲宽度;(2)改变脉冲频率;(3)同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,*(3)种效果较好。
    
    3.喷嘴设计及气流控制技术:
    
    激光切割钢材时,氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处,从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大,速度要高,以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应;同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。因此除光束的质量及其控制直接影响切割质量外,喷嘴的设计及气流的控制(如喷嘴压力、工件在气流中的位置等)也是十分重要的因素。
    
    目前激光切割用的喷嘴采用简单的结构,即一锥形孔带端部小圆孔。通常用实验和误差方法进行设计。由于喷嘴一般用紫铜制造,体积较小,是易损零件,需经常更换,因此不进行流体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn(表压为Pg)的气体,称喷嘴压力,从喷嘴出口喷出,经一定距离到达工件表面,其压力称切割压力Pc,较后气体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加,气流流速增加,Pc也不断增加。可用下列公式计算:
    V=8.2d2(Pg+1)
    V-气体流速 L/min
    d-喷嘴直径 mm
    Pg-喷嘴压力(表压)bar
    
    对于不同的气体有不同的压力阈值,当喷嘴压力**过此值时,气流为正常斜激波,气流速从亚音速向**音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度(n)两因素有关:如氧气、空气的n=5,因此其阈值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。当喷嘴压力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2时(Pn>4bar),气流正常斜激波封变为正激波,切割压力Pc下降,气流速度减低,并在工件表面形成涡流,削弱了气流去除熔融材料的作用,影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴,其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。
    
    为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔(Laval)喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器,透镜焦距2.5〃,采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验。试验结果如所示:分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa(或4bar)时切割速度只能达到2.75m/min(碳钢板厚为2mm)。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。由于斜激波在气流的边界多次反射,使切割压力呈周期性的变化。 
    
    **高切割压力区紧邻喷嘴出口,工件表面至喷嘴出口的距离约为0.5~1.5mm,切割压力Pc大而稳定,是目前工业生产中切割手扳常用的工艺参数。*二高切割压力区约为喷嘴出口的3~3.5mm,切割压力Pc也较大,同样可以取得好的效果,并有利于保护透镜,提高其使用寿命。曲线上的其他高切割压力区由于距喷嘴出口太远,与聚焦光束难以匹配而无法采用。
    
    综上所述,CO2激光器切割技术正在我国工业生产中得到越来越多的应用,国外正研究开发更高切割速度和更厚钢板的切割技术与装置。为了满足工业生产对质量和生产效率越来越高的要求,必须重视解决各种关键技术及执行质量标准,以使这一新技术在我国获得更广泛的应用。


	 


	*三节 对中国激光切割机市场的分析及思考


	  


	 


	  激光切割机产品的高速发展 


	  前几年,国内在销的激光切割机大部分为国外进口产品,国内产品所占份额甚小。随着用户对激光切割技术特点的逐步深入了解和示范性采用,带动了国内企业纷纷转向生产激光切割机。如产量较大的生产企业为上海团结普瑞玛激光设备公司,年订货已**过100余台,在**产量排序为*八位。其它还有华工激光工程分公司、济南捷迈、沈阳普瑞玛、江苏金方园等。近期有几个**度较高的激光加工机生产企业也投入力量,开始生产激光切割机的有武汉楚天激光,大族激光等。 


	   估计国内市场近期销售量1~4KW激光切割机达300~350台,国内供货可占200余台,其他100余台为国外产品,来自德国、瑞士、日本、韩国、比利时等国。目前瑞士百**已在国内组装激光切割机,并已开始销售。 


	   这些激光切割机的用户,包括电气制造、电梯业、运输机械、石油工业、纺织机械、粮食机械、医疗机械、灯具、装饰、包装业以及激光加工站和科研院所的多方面应用。 


	   CO2激光切割技术是激光加工应用较广泛的技术之一。据了解:欧洲已安装了12000台,北美安装有11000台,日本安装有10000台。我国中国台湾安装已**过500台。中国大陆安装数约为800台,功率逐渐由2000W提升到3KW、4KW,从以上可看出CO2激光切割机已经成为国内主要热品产品。随着应用面扩大,高功率CO2激光器国内产品的逐步过关,必将牵引我国激光销售快速增长。 


	 


	*六章   2010年中国激光切割机行业发展概况


	 


	市场展望: 


	 


	        与国际上激光加工系统相比,我国的激光加工系统差距甚大,仅占**销售额的2%左右。主要表现为:高档激光加工系统很少,甚至没有;主力激光器不过关;微细激光加工装备缺口较大;而这些领域我国的生产企业正在积蓄力量稳步进入,国内应用市场有很大发展空间。 


	        故预测今后2-3年内,我国销售额将会由2004年的15亿人民币上升翻一倍,也就是说会达到30亿元产值。其原因: 


	一、国家重视,各级**部门都在积极关注、规划、立项,多方面资金正在注入。特别是国家强调立项主体由大专院校,科研部门料转到以企业为主,这就促进了企业产品的自主创新,技术升级。 


	二、国内各类制造业接受了激光加工技术,它可使他们的产品增加技术含量,加快产品更新换代,采用它可达到“敏捷制造”的水平,满足市场对“个性化”产品的要求。 


	三、国内已逐步形成了产业群体激光零部件配套企业慢慢补齐,各类具有特色的激光加工系统制造商纷纷建立,国内已形成四个激光加工装备制造的产业带,它们主要分布在华中;珠江三角洲;长江三角洲和京津环渤海经济发达地区。  


	四、国际上**的激光加工制造商有的在华投资建厂;有的以国内合资生产,总趋势是纷纷进入,形成国际竞争国内化。 


	五、国内在主力激光器方面逐步过关,进入市场应用。如大功率轴流CO2激光器,中小功率金属腔射频CO2激光器,半导体泵浦全固态激光器、光纤激光器、及倍频DPL、大功率二极管模块等,正蓄势待发,进入产品化初期,进入市场。为国产激光加工的升值开拓新应用创造条件。 


	    在国内已创立的一片大好形势下,本人殷切期望业内各企业努力创造具有自主创新的产品,尽力避免低价位、低利润率的竞争,使国产设备走上越来越健康发展局势。

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