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布料纺织物的远程激光飞行切割

更新时间  2021-07-02 13:58 阅读

对于纺织物、聚合物薄膜或其它一些复合材料的切割,越来越需要更加灵活、经济高效的加工技术。在今天的市场趋势中,不难发现,机械模切即数控模切,正在逐渐被激光切割所取代。

由于激光切割不需要模具,所以它比传统的模切系统具有许多优点。从而避免了购买各种模具的成本,或因制造模具而延期生产。此外,机械式模切系统本身也有许多局限性,它是由于它通过切削工具和材料之间的物理接触而产生的。无需模具的激光切割系统还可以灵活地加工薄片型材料,这也是其另一大优势。上述情况说明了为什么激光切割系统能够提高生产效率。

相对于激光切割的金属材料,织物的熔点较低,对激光束的强度要求不高,连续波激光可以在几百瓦的功率下使用。但是,目前的研究主要集中在提高切割速度以减少循环时间方面。

激光切割除了要缩短工作周期外,在提高生产效率和加工工艺等方面也有许多优势。由于激光切割是一种热分离工艺,加速切割速度可以减少切口附近累积的热量。

传统的激光切割机是龙门加工系统,它可以将激光束、材料板(或两者)与XY轴坐标相结合。因此,在加工小轮廓、弧形或几何图形时,激光对焦的速度和路径的精度都有一定的影响。

有些制造商采用了一些克服这一限制的方法,如将重轴驱动与刚性机械结构结合起来,将轻质机械结构和纤维增强材料组件或多层切割技术(2-30层织物同时切割)结合起来。

德国Flownhov材料与光束技术研究所的科学家们指出了上述解决方案的局限性,并开展了相关研究,以确定激光打标的振镜技术是否也可以用于激光切割织物。

激光飞行切割纺织物

新型解决方案:远程技术

为了解决机械结构动态性受限的问题,必须采用高动态光束偏转,利用电机驱动的可移动镜可对光束进行定位。因为这种镜片重量轻,可以用光学扫描振镜操作,即使在高速切割的情况下,定位光束也能精确地保持。最大可达到10g加速。这种动态特性只能在不需切割气体的情况下实现,切割过程中的残余材料必须气化掉。

远距离加工特别是采用连续波辐照激光器,激光功率可达几千瓦。最大工作行程可达2米,加工范围可达1×1米。较高的激光功率和较长的焦距相结合,提供更高的光束质量,因此在织物加工中可达到每秒几米的切割速度。

 

高效率的气囊生产

为了保证乘客的安全,现在越来越多的汽车都安装了各种气囊。各种各样的安全气囊需要高度灵活有效地运用于系统工程中。气袋零件的切割多半是在需要辅助气体的激光切割下完成的。因为是热切割,因此加工通过无磨损的纤维边来实现。

近年来,由于多层裁剪技术的发展,使得该技术的生产效率大大提高,可以同时切割30层以上。但是,这种方法是非常复杂的,因为必须分离出一个独立的层,特别是该层可能已经被夹层分开了。所以各层切割质量不同,需根据质量要求适当减少层数。

因为多层切割的缺陷,科学家们开始寻找像激光切割这样的新型制造方法。

普通遥控系统包括安装在被加工材料上方的扫描光学元件。透过扫描镜头控制光点的移动。加工距离、加工范围、焦距之间的关联性较为复杂,而且能被加工的材料范围也会影响最终结果。

 

结论

远程飞行切割技术使加工各种轮廓和不同宽度的材料成为可能。通过将不同的动态和机械参数与轴系统相结合,可以进一步改善该技术,这样,与传统的切割技术(如冲裁或机械切割)相比,激光切割技术更具优势。这项系统概念可将受到空间限制的高动态光束反射技术移植到更广阔、平坦的应用领域,比如:柔性薄膜切割,皮革或纸张的切割,焊接热交换器板,切割覆盖面料和填料。


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