薄板焊接加工時在3D激光焊接設備中集成固體激光焊接技術是非常有利的。除了可以靈活地使用不同的激光源這一優點之外,它還能夠節省約20%的生產費用。
由于3D激光加工機床可以根據不同的工序來完成切割、焊接和大、小型工件的堆焊以及厚板、薄板或型材工件的焊接。因此,單件小批量生產的企業一直把3D激光加工設備看作是一種高靈活性、可隨時調整的加工中心,而大批量生產的企業也把它用在三班制生產的工序中。
Trumpf 公司研發生產的7000系列Trulaser-Cell(見圖1)激光加工機床就是一種幾乎可以完成所有激光加工任務的機床,這一激光加工機床設計時要滿足的技術和經濟性要求很多,因此采用了CO2激光器。此后,Trumpf公司又對這種激光加工機床進行了改進,高動態性能和新功能使3D激光加工在單件小批生產過程和大批量生產過程中都有著更好的經濟性。
圖1 Trulaser-Cell 7000激光加工中心
盡管固體激光器已經應用在工業領域中,但CO2激光器仍然是一種重要的激光源。這一技術的進步體現在第一臺利用光纖傳導固體激光的3D激光加工設備的應用。在激光加工機床進一步的研發過程中,固體激光器集成到設備中得到的經驗、在世界各地銷售了500多臺小型Trulaser Cell 3000系列固體激光器機床經驗的積累,在設備系統方案的規劃設計中發揮了重要的作用。
光纖傳導激光
利用光纖傳導激光是固體激光器最大的優點。光纖不僅是機床設備內部傳導激光的載體,還可以實現遠距離的激光傳送。這樣就可以節省生產場地的面積,把固體激光源單獨建在生產車間旁,利用Trumpf公司研發生產的激光網把固體激光傳導到多臺激光加工機床上(見圖2)。
在新系列激光加工機床中,激光有著很高的電-光轉換效率;在切割3mm以下的薄板材料時,激光光波長度只有CO2激光的1/10,固體激光器的激光功率消耗明顯較低,因此能夠更多地降低激光加工的生產成本。
圖2 Trulaser-Cell 7040是一種配備固體激光器、能夠在激光網絡中工作的激光加工設備
低功率消耗和高效率加工的結合,使固體激光器能夠在三班制連續生產中把產品生產成本降低20%以上。
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