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首 頁 >> 技術文章 >>水切割和鐳射切割的完美組合
水切割和鐳射切割的完美組合
日期: 2009-02-23
 
      瑞士百超集合團對水切割在鈑金加工行業的前途充滿信心。兩年前作出一個戰略決定,將水切割業務從鐳射切割部門分離出來。現在百超集合團有三個產品事業部,即:鐳射切割、水切割和折彎。發展水切割是基於對市場每年大約15%快速增長的預測。這個預測被市場不斷地對水切割機的需求所證實。不僅金屬市場需求量增加,塑膠,玻璃,玻璃鋼及複合材料市場均表現出它們對水切割機的需求。百超積極投入發展水切割並取得了可觀的銷售增長資料。
 
      百超集合團取得的這些成績源自於百超在應用領域的開發和努力,如百超集合團也同時致力於玻璃的加工。有色金屬加工行業對水切割也表現出的極大興趣,如紫銅,鋁,黃銅和不進行後續加工的厚零件。並不是很多客戶需要200mm厚度的切割,儘管可以達到,但從實際的、經濟的角度來講,根據材料的不同應該將厚度確定在150mm左右。
 
      對一些鐳射切割無法介入的領域,水切割最適合彌補其不足。百超可同時提供客戶適合不同切割要求的選擇,即不改變材料結構的冷加工 — 水切割,或熱加工 — 鐳射切割。
 
      水切割市場的快速發展有多種因素。一方面,水切割對傳統的衝壓方式有很大的吸引力;另一方面,水切割適合加工小工件而避免大量的模具花費。和熱加工(切割)相比,水切割可以達到穩定的,最後一道工序所要求的加工品質。切割精度和表面品質均能達到高的標準。冷切割不會增加材料的硬度和熔化材料,而且給後序的加工和加工工藝帶來方便,加工時間短。
 
      對厚板的切割,水切割可以和其他加工方式媲美,如銑削和電加工。水切割屬於冷加工,某些工業加工必須用到它,尤其在飛機結構領域。現今的飛機結構零件加工特別要求水切割,因為熱加工會引起材料內部微小的斷層。
 
      如今,沒有客戶可以負擔起由於銑床加工導致的材料浪費。以英國為例,一些生產飛機發動機的企業,他們有能力負擔水切割的投入且更注重時間的效益,而不會考慮低成本的加工方式。有些公司生產特殊的密封圈,用銑床加工,每生產一個密封圈的時間,用水切割可以生產3個。另一個不是飛機結構件生產廠的例子:一個不袗零件,用高品質的水切割機器加工需要4.7歐元,而用加工中心的方式,加工費用為15.8歐元。也就是說3倍于水切割的加工費用,這不僅說明銑床加工方式耗材,而且加工週期長。另一個不同是加工圓弧,銑床需要不同的刀具,而用水切割加工任何形狀的外輪廓或圓弧很容易切割成形。
 
      一般而言,不袗在15mm以上,碳鋼在20mm以上,水切割比鐳射切割得更好。鋁的情況更為不同,鋁對鐳射有很強的反射,所以對5mm以上的鋁,水切割表現更大的經濟效益。
 
      當然,切厚的材料要根據它的性能而定,水切割的優勢也就隨著工件厚度增大,且切割品質要求高而表現的越好。最重要的是要根據材料厚度的不同來決定加工方式,這就是全面受益,包括了完成整個零件的加工費用。
 
      總體而言,鐳射加工確實比水切割好。然而,如果一個工件要求有一個好的切割表面,而且厚度超過鐳射切割極限,再加上鐳射切割後還要機械加工。若再考慮需要熱處理,在這種情況下,水切割一開始就可以得到很光滑、平整的切割表面。所以你總要考慮,一個工件切割後的再加工工序。如果為使客戶的工件避免因材料特殊、厚度大,鐳射加工後要再加工,我們常常建議客戶採用水切割。以等離子切割為例,由於工件邊緣被氧化成堅硬的碳化物,所以需要用銑床再加工,其總體加工費總是高於水切割的總費用。
 
      和電加工相比,水切割的速度要快得多且更經濟。一個10mm厚的不袗工件,用水切割的速度是電加工的2.5倍。
 
      當然,水切割也不能完全取代電加工加工。然而,水切割絕對適合衝壓模具N6的表面粗糙度的品質要求。
 
      對於水切割,百超的目標是要占總收入的較大部分。就去年可觀的銷售額而言,已達到這一目標,目前的情況很好。去年的經濟不景氣,水切割的銷售增加了30%。2004年的始初,銷售表現的很強勁,當然這一切歸功於成功的大量投入。所有零部件均由自己生產,從高壓泵、切割頭到控制系統。有很長一段時間,水切割的技術未得到很好的發展,現在百超已開發了新的、有效的切割頭和非常智慧化、耗能低的高壓泵,在低耗能及磨料特別在砂加入水中以增加切割性能方面比競爭對手更好。磨料的消耗是除電力以外最大的耗費,百超已極大地減少了此消耗。
 
      新的交換切割台也是必須強調,交換切割台是鐳射切割的標準配置。百超已將這一獨特技術應用于水切割。在磨削狀態下,研發一個功能穩定的機械裝置並非易事。交換切割台用於水切割這一思想並不是現在才有的,然而,到今天為止,尚無其他實際的工業手段填補它。第一挑戰:切割台進入水中,第二挑戰:承受重量。前面已提及水切割的切割範圍超過鐳射切割範圍的極限,鋼板很重。現在,可支承一張占滿交換切割台的金屬板材,其厚度可超過100mm,在此前提下均要保持其穩定性。百超已有很多水切割機使用超過10年且運轉良好。交換切割台也一定要達到品質標準,許多用戶回饋均證明達到了這點,設備工作狀況優良。
 
      總而言之,儘管水切割的速度遠低於鐳射切割,但交換切割台增加了30%的生產效率,達到了大量投入的預期效果。
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