金屬行業(yè)可謂是激光加工最重要的應(yīng)用市場(chǎng)之一,中國(guó)鈑金市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)如今已逐漸轉(zhuǎn)為高品質(zhì)、高技術(shù)含量產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)。鈑金加工行業(yè)為了順應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)的發(fā)展潮流,加工技術(shù)的轉(zhuǎn)型勢(shì)在必得。包括激光切割、激光焊接、激光打標(biāo)、激光熔覆、激光增材制造等激光加工技術(shù)和工藝將被越來(lái)越多地應(yīng)用于金屬制品和材料的加工中。
高功率激光加工強(qiáng)勢(shì)依舊 激光切割占據(jù)鰲頭
近年來(lái),激光切割以其高效,高能量密度、非接觸式加工和柔性等特點(diǎn),以及在精度、速度和效率等方面的優(yōu)勢(shì),已然成為鈑金切割行業(yè)的理想解決方案。作為一種精密的加工方法,激光切割幾乎可以加工所有的材料,包括薄金屬板的二維切割或三維切割。在金屬板材切割領(lǐng)域,從微米級(jí)的超薄板件到數(shù)十毫米的厚板,都可以進(jìn)行高效的切割??梢哉f(shuō),激光切割在鈑金加工業(yè)掀起了一次重要的工藝革命。
據(jù)悉,激光切割機(jī)市場(chǎng)在2016 -2020年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到8.91 %。高功率激光切割設(shè)備能以極高的精度加工門類廣泛的材料,無(wú)論是鋼材、鋁材或是塑料等。其多功能性使制造商能夠靈活切割材料并打造出具有復(fù)雜幾何形狀的產(chǎn)品和部件。
激光切割設(shè)備在金屬加工中的份額始終占據(jù)鰲頭,能以超精加工工藝打造出品質(zhì)卓越的金屬部件:無(wú)論是精準(zhǔn)切割熱成形片,抑或是打造車體和管材等具有復(fù)雜設(shè)計(jì)和維度的異型部件。如今,傳統(tǒng)的切割機(jī)正被光束品質(zhì)優(yōu)異及自動(dòng)化程度高的激光切割設(shè)備日益取代。
同時(shí),得益于國(guó)內(nèi)光纖激光器、控制系統(tǒng)、加工頭以及激光切割機(jī)整機(jī)集成在技術(shù)和成本領(lǐng)域的進(jìn)步,2016年,應(yīng)用于薄板加工市場(chǎng)的激光切割機(jī)數(shù)量基本已經(jīng)翻了一番。這些進(jìn)展也加快了原本以沖床、剪板機(jī)為主體的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝向激光加工的轉(zhuǎn)換。
另?yè)?jù)一份報(bào)告顯示,2016 年,全球高功率激光加工市場(chǎng)的收入占據(jù)所有工業(yè)激光器營(yíng)收總額的47% 以上。金屬切削是高功率激光加工收入的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)因素,特別是鈑金切割,2016年共售出超過(guò)7,000套相關(guān)的激光系統(tǒng)和激光器,占總收入的76%以上。其中,大量應(yīng)用于鈑金切割的高功率光纖激光器的增長(zhǎng)非常明顯,其銷量增幅與CO2產(chǎn)品相比高出30%,繼續(xù)占主導(dǎo)地位。
此外,高功率和高亮度的直接半導(dǎo)體激光器正獲得越來(lái)越大的市場(chǎng)份額,因?yàn)楦嗟募缮陶陂_(kāi)發(fā)和引入用于釬焊、焊接和切割應(yīng)用的激光系統(tǒng)。
金屬激光增材制造領(lǐng)域突破不止
伴隨“中國(guó)制造2025”及“增材制造推進(jìn)計(jì)劃”的出臺(tái)和實(shí)施,近幾年來(lái),增材制造(3D打?。┰谌蜓杆偕郎兀蔀樾袠I(yè)熱議和焦點(diǎn)之一,該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、醫(yī)療、金屬、模具等工業(yè)領(lǐng)域,更成為制造業(yè)向智能化快速轉(zhuǎn)型的核心加工要素。增材制造技術(shù)通過(guò)獲取物體的3D打印模型,從而使具有復(fù)雜設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在增材制造的幫助下輕易通過(guò)概念化手段,以更高的精度被打造出來(lái)。
不同的技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)增材制造,如直寫成型、熔融沉積成型、光固化立體造型、電子束熔煉、選擇性熱燒結(jié)(SHS)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、選擇性激光熔化(SLM)、直接金屬激光燒結(jié)、分層實(shí)體制造和粉床法等。據(jù)預(yù)測(cè),2016-2026年間,該市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到18-22%。增材制造技術(shù)有望為零部件及成品設(shè)計(jì)提供更多用武之地。
這幾年,增材制造無(wú)疑是熱門詞兒。而激光增材制造技術(shù)也在多個(gè)行業(yè)破繭而出。例如在2016年,我們欣喜地看到,國(guó)內(nèi)外的激光增材制造領(lǐng)域已悄然迎來(lái)了多項(xiàng)突破性成果,尤其是在金屬加工領(lǐng)域。
激光選區(qū)熔化(Selective laser melting,簡(jiǎn)稱SLM)是制造工藝的一次重大變革,相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)加工切削銑,SLM作為一種材料堆積制造方式,可以制造各種復(fù)雜形狀,充分發(fā)揮材料的效能比,是未來(lái)綠色制造的主要方式之一。此外,作為金屬零件的直接增材制造技術(shù)之一,SLM技術(shù)成形精度高、性能好、無(wú)需工模具,屬于典型的數(shù)字化過(guò)程,目前在復(fù)雜精密金屬零件的成形中具有不可替代性。
除了設(shè)計(jì)靈活、生產(chǎn)周期短、成本低、滿足個(gè)性化小批量生產(chǎn)外,未來(lái)金屬3D打印的優(yōu)勢(shì)還將帶來(lái)兩大變革:一是對(duì)構(gòu)件材料技術(shù)產(chǎn)生變革性影響:實(shí)現(xiàn)高性能新材料的數(shù)字制造;二是對(duì)裝備制造技術(shù)產(chǎn)生變革性影響:實(shí)現(xiàn)超大超復(fù)雜結(jié)構(gòu)的數(shù)字制造。
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