【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 產(chǎn)品評測】第十七屆中國國際機(jī)床展覽會(CIMT2021)期間，中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會特種加工機(jī)床分會和中國機(jī)械工程學(xué)會特種加工分會組成特種加工機(jī)床評述專家組，通過對參展特種加工機(jī)床的現(xiàn)場觀摩、收集資料以及與參展廠商的交流座談，對境內(nèi)外電加工機(jī)床、激光加工機(jī)床、增材制造機(jī)床的技術(shù)特點及發(fā)展趨勢進(jìn)行了比較深入和系統(tǒng)的評述，并對特種加工機(jī)床的應(yīng)用與市場發(fā)展進(jìn)行了分析。7月28日發(fā)布了部分電加工機(jī)床展品評述，今天發(fā)布激光加工機(jī)床展品評述，后續(xù)將發(fā)布增材制造機(jī)床評述，敬請關(guān)注。
 

　　據(jù)筆者統(tǒng)計，本屆展會共匯聚了境內(nèi)外20多家激光加工企業(yè)參展。境內(nèi)方面主要有深圳大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司、奔騰激光(溫州)有限公司、江蘇亞威機(jī)床股份有限公司、江蘇揚(yáng)力數(shù)控機(jī)床有限公司、東莞市力星激光科技有限公司、武漢華工激光工程有限責(zé)任公司、廣東宏石激光技術(shù)股份有限公司、深圳迪能激光科技有限公司、北京珊達(dá)激光科技發(fā)展有限責(zé)任公司、蘇州領(lǐng)創(chuàng)激光科技有限公司、濟(jì)南邦德激光股份有限公司、濟(jì)南金威刻科技發(fā)展有限公司、蘇州瑞鐵機(jī)床股份有限公司等；境外方面有主要德馬吉森精機(jī)(DMG MORI)、德國普雷茨特精密技術(shù)有限公司(Precitec)、德國埃馬克集團(tuán)(EMAG)、意大利博栗瑪貿(mào)易有限公司(BLM)、日本三菱電機(jī)自動化有限公司、日本遠(yuǎn)州株式會社等。
 

　　參展的激光加工設(shè)備主要涉及激光切割設(shè)備、超快激光精密加工設(shè)備、激光焊接設(shè)備以及其他激光加工設(shè)備。其中占比最大的激光切割設(shè)備普遍呈現(xiàn)出高功率、高效率、高質(zhì)量、智能化、模塊化等特點，實現(xiàn)了對大厚板、高反射率材料的高效切割；激光精密加工設(shè)備普遍為納秒激光設(shè)備，參展的境內(nèi)外企業(yè)展出了應(yīng)用于精密超硬刀具加工的納秒超快激光精密加工設(shè)備，未有飛秒激光加工設(shè)備展出；激光焊接設(shè)備方面，境內(nèi)企業(yè)推出了手持型激光焊接機(jī)，由于其靈活方便，操作簡單，可大大提高傳統(tǒng)手工焊的工作效率。
 

　　1. 激光切割設(shè)備
 

　　相較于上一屆展會，本屆展會參展的激光切割設(shè)備最突出的特點就是高功率和智能化。激光切割設(shè)備普遍搭配“萬瓦級”輸出功率的激光器，如大族激光智能裝備集團(tuán)、奔騰激光(溫州)有限公司、蘇州領(lǐng)創(chuàng)激光科技有限公司、北京珊達(dá)激光科技發(fā)展有限責(zé)任公司等企業(yè)的激光切割設(shè)備，均可搭配“20kW級”的激光器。其中，濟(jì)南邦德展出的Dream3磁懸浮光纖激光切割機(jī)(見圖1)，選配40kW光纖激光器，切割碳鋼厚度可達(dá)100mm，切割不銹鋼厚度可達(dá)200 mm。更高的激光輸出功率不僅可以應(yīng)用于更厚的板材切割，而且在切割相同厚度的板材時，還可以保證切割質(zhì)量和更快的切割速度，提高生產(chǎn)效率。隨著激光器功率的增大，設(shè)備可以實現(xiàn)更高的切割速度和生產(chǎn)效率。多家企業(yè)采用了磁懸浮電機(jī)，動力性能和動態(tài)性能更加卓越。如江蘇亞威展出的HLS-2040磁懸浮光纖激光切割機(jī)(見圖2)，X/Y軸最大加速度達(dá)到了2.5G。濟(jì)南邦德展出的Dream3磁懸浮光纖激光切割機(jī)同樣采用了磁懸浮電機(jī)，X/Y軸最大加速度更是達(dá)到了4.0G。
 

圖1  Dream3磁懸浮光纖激光切割機(jī)
 

圖2  HLS-2040磁懸浮光纖激光切割機(jī)
 

　　通過數(shù)控技術(shù)和AI技術(shù)，很多企業(yè)參展的激光切割設(shè)備實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的智能化、自動化。大族激光參展的SF系列雙平臺光纖激光切割機(jī)可選配智能制造模塊，分解加工過程，將各種變量數(shù)字化，從而精細(xì)化提升制造工藝和效率。在板材切割過程中使用AutoSplit智能裁剪板材，工序內(nèi)自動分離工件與需要倉庫回收的板材余料。和和機(jī)械展出的SLT-102-FIBER全自動化激光切管機(jī)，采用了11軸數(shù)控，選配1-2kW光纖激光器，可以對不同材質(zhì)的方管、圓管、異型管進(jìn)行切割加工。從自動背料架進(jìn)料、材料自動校準(zhǔn)、進(jìn)料及傾轉(zhuǎn)、激光切割到自動下料，采用全自動化生產(chǎn)流程。日本三菱電機(jī)公司展出的ML4020GX-F60二維激光加工機(jī)采用了AI技術(shù)“Maisart”，可以根據(jù)加工中的聲音和光對加工狀態(tài)進(jìn)行AI判斷，自動調(diào)整加工條件，致力于實現(xiàn)“不停頓的加工”。德國普雷茨特公司此次參展推出了ProCutter Zoom2.0智能切割頭，應(yīng)用PierceTec技術(shù)可以提供快速優(yōu)質(zhì)穿孔，其內(nèi)置傳感器可實時監(jiān)控穿孔過程，并且會根據(jù)穿孔時的數(shù)據(jù)優(yōu)化激光功率，傳感器檢測數(shù)據(jù)都可在APP上同步顯示，以便進(jìn)行實時遠(yuǎn)程控制。穩(wěn)定的穿孔質(zhì)量和高效的穿孔作業(yè)在切割厚板時更具優(yōu)勢。
 

　　2. 激光精密加工設(shè)備
 

　　激光精密加工設(shè)備，特別是超快激光加工設(shè)備在激光加工領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。德馬吉森精機(jī)展出的LASERTEC 20 linear精密刀具激光加工中心(見圖3)，搭載532 nm納秒激光器，以非切削方式加工PCD、CVD-D和CBN材質(zhì)的切削刃、后角和斷屑器，可提高刀具使用壽命達(dá)2.5倍。高動態(tài)性能的5軸激光加工將刀坯切為刀片，切分速度高于線切割機(jī)床達(dá)10倍，生產(chǎn)效率的增加使得金剛石刀具生產(chǎn)成本大大降低。聯(lián)合磨削集團(tuán)(EWAG)展出的是LASER LINEPRECISION高精度五軸激光燒蝕系統(tǒng)(見圖4)，搭配了最大輸出功率50W的532 nm納秒短脈沖激光器以及一體化六軸機(jī)器人，能夠在一次裝夾的情況下完成對切削刃、空心型腔和斷屑臺以及激光打標(biāo)的所有加工。LASEER LINE PRECISION專為生產(chǎn)金剛石工具而設(shè)計，綠光波長范圍(532nm)的集成短脈沖激光器可以對金剛石材料進(jìn)行特別有效的加工。境內(nèi)方面，北京市電加工研究所推出了LASER6120精密刀具激光刃磨機(jī)床(見圖5)，可選配100W納秒光纖激光器和60W皮秒激光器，主要應(yīng)用于PCD、CBN、陶瓷以及硬質(zhì)合金刀具的刃口加工和可轉(zhuǎn)位刀具容屑槽的加工。使用脈沖皮秒超短脈沖激光技術(shù)，材料直接被汽化蒸發(fā)，沒有顯著的熱量輸入，在加工時刀具刃口不會因為受熱而損壞，使用壽命顯著提高。
 

圖3  LASERTEC20linear精密刀具激光加工中心
 

圖4  LASEER LINE PRECISION高精度五軸激光燒蝕系統(tǒng)
 

圖5  LASER6120精密刀具激光刃磨機(jī)床
 

　　皮秒、飛秒激光等超短脈沖激光因具有極短的脈沖寬度和極高的峰值功率，可以實現(xiàn)高精度的微/納加工，而且在加工過程中對工件無熱損傷，所加工的零件可以獲得更長的使用壽命。可能受疫情影響以及上一屆展會的市場反饋，本屆展會沒有皮秒/飛秒激光加工設(shè)備的展出。參展設(shè)備普遍選擇納秒激光作為激光源，在滿足加工需求的條件下可以降低設(shè)備成本。但隨著激光器生產(chǎn)工藝的逐漸成熟，超短脈沖激光器成本降低，皮秒/飛秒超短脈沖激光加工設(shè)備將成為激光精密加工設(shè)備的發(fā)展方向。
 

　　3．激光焊接設(shè)備
 

　　激光焊接技術(shù)一般搭配機(jī)床或焊接機(jī)器人進(jìn)行自動化生產(chǎn)，但在一些室外現(xiàn)場或?qū)?fù)雜位置進(jìn)行焊接，由于設(shè)備體積問題并不適用。傳統(tǒng)電弧焊設(shè)備簡單，操作靈活方便，能進(jìn)行全位置焊接，適合焊接多種材料。其不足之處是勞動強(qiáng)度大，煙塵及噪聲污染嚴(yán)重，而且對焊工技術(shù)水平要求較高。得益于光纖激光器的發(fā)展，激光器體積顯著減小，便于集成。本屆展會上，大族激光智能裝備集團(tuán)、廣東宏石激光技術(shù)股份有限公司、奔騰激光(溫州)有限公司等企業(yè)針對傳統(tǒng)電弧焊技術(shù)的不足之處，推出了手持式光纖激光焊接機(jī)。奔騰激光展出的飛鴻SWAN-HW手持激光焊接機(jī)，采用激光器水冷一體機(jī)設(shè)計，移動輕便。手持焊接頭內(nèi)置高精度振鏡電機(jī)，其中雙軸擺動焊接頭，除了可以應(yīng)用于中薄板材的焊接，還具有激光切割、清洗功能。焊縫熱輸入量小、焊件變形小、表面質(zhì)量好，焊接效率比傳統(tǒng)弧焊更高。廣東宏石激光技術(shù)股份有限公司展出的FMW系列手持式光纖激光焊接機(jī)，焊接頭同樣搭載WOBBLE擺動系統(tǒng)，其質(zhì)量僅為0.8kg，持久工作不易疲勞。目前手持式激光焊接機(jī)的功率都低于2kW，適合于4mm以下的不銹鋼、碳鋼的焊接。而在安全性方面，參展設(shè)備都具備多重安全防護(hù)措施，焊嘴只有在觸碰到金屬時觸動開關(guān)才有效，并且觸動開關(guān)帶有體溫感應(yīng)，保證不會因為誤觸導(dǎo)致激光發(fā)射對人造成傷害。
 

　　4．其他激光加工設(shè)備
 

　　本次參展的多用途激光加工機(jī)和復(fù)合加工機(jī)與上一屆展會展出的設(shè)備區(qū)別不大。日本遠(yuǎn)州株式會社生產(chǎn)的LBM10，是在各種激光加工專用機(jī)的構(gòu)造基礎(chǔ)上采用最新理念制作的多用途機(jī)型，以小零部件的激光加工為主要應(yīng)用方向，實現(xiàn)了最小的占地空間。與專用機(jī)必須從零開始相比較，可在短時間以合理的成本構(gòu)建完成激光加工系統(tǒng)。本次參展的設(shè)備為LMB10通用激光加工機(jī)，搭載了2kW半導(dǎo)體激光器，主要用于激光焊接、激光熔覆和激光淬火。
 

　　江蘇亞威展出了HPML30510沖割復(fù)合機(jī)，該機(jī)型可以實現(xiàn)沖孔、成型、攻絲、激光切割、成品自動落料輸送等功能。當(dāng)遇到不常用的特殊孔時，利用激光進(jìn)行加工可以節(jié)省模具費用和加快交貨期。例如沖切很難實現(xiàn)的段差外周，使用激光后就可簡單實現(xiàn)。復(fù)合加工機(jī)在很好地降低生產(chǎn)成本的同時，還能幫助企業(yè)改善生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品附加價值。
 

　　北京珊達(dá)激光此次展出了SD-5C-200光纖激光清洗機(jī)，可應(yīng)用于金屬表面除銹、表面除漆脫漆處理、工件表面污漬污垢清洗、焊接/噴涂預(yù)處理等方面，實現(xiàn)無化學(xué)試劑、無介質(zhì)、無塵、無水清洗，激光清洗表面潔凈度高，能清除納米級以下污染微粒。在清洗領(lǐng)域，激光清洗具有廣闊發(fā)展前景。