【文章內容簡介】 汽車頂窗等空間曲線的切割技術都已經(jīng)獲得廣泛應用。德國大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領域，激光切割技術主要用于特種航空材料的切割，如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動機火焰筒、鈦合金薄壁機匣、飛機框架、鈦合金蒙皮、機翼長桁、尾翼壁板、直升機主旋翼、航天飛機陶瓷隔熱瓦等。激光切割成形技術在非金屬材料領域也有著較為廣泛的應用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；還能切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光進行服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%～12%，提高功效3倍以上。適合采用CO2激光切割的產品大體上可歸納為三類：第一類：從技術經(jīng)濟角度不宜制造模具的金屬鈑金件，特別是輪廓形狀復雜，批量不大,一般厚度；12mm的低碳鋼；6mm厚的不銹鋼，以節(jié)省制造模具的成本與周期。已采用的典型產品有：自動電梯結構件、升降電梯面板、機床及糧食機械外罩、各種電氣柜、開關柜、紡織機械零件、工程機械結構件、大電機硅鋼片等。第二類：裝飾、廣告、服務行業(yè)用的不銹鋼（一般厚度3mm）或非金屬材料（一般厚度20mm）的圖案、標記、字體等。如藝術照相冊的圖案，公司、單位、賓館、商場的標記，車站、碼頭、公共場所的中英文字體。第三類：要求均勻切縫的特殊零件。最廣泛應用的典型零件是包裝印刷行業(yè)用的模切版，~，然后在槽中鑲嵌刀片。使用時裝在模切機上，切下各種已印刷好圖形的包裝盒。國內近幾年來應用的一個新領域是石油篩縫管。為了擋住泥沙進入抽油泵，在壁厚為6~，切割技術難度大，已有不少單位投入生產。（1）光束橫模① 基模 又稱為高斯模，是切割最理想的模式，主要出現(xiàn)在功率小于1kw的激光器。② 低階模 與基模比較接近，主要出現(xiàn)在12kw的中功率激光器。③ 多模 是高階模的混合，出現(xiàn)在功率大與3kw的激光器（2）激光功率激光切割所需要的激光功率主要取決于切割類型以及被切割材料的性質。氣化切割所需要的激光功率最大，熔化切割次之，氧氣切割最小。激光功率對切割厚度、切割速度和切口寬度等有很大影響。一般激光功率增大，所能切割材料的厚度也增加，切割速度加快，切口寬度也有所加大。（3）焦點位置離焦量對切口寬度和切割深度影響較大。一般選擇焦點位于材料表面下方約1/3板厚處，切割深度最大，切口寬度最小。（4）焦點深度切割較厚板時，應采用焦點深度大的光束，以獲得垂直度較好的切割面。但焦點深度大，光斑直徑也增大，功率密度隨之減小，使切割速度降低。若要保持一定的切割速度，則需要增大激光的功率；切割薄板宜采用較小的焦點深度，這樣光斑直徑小，功率密度高，切割速度加快。（5）切割速度切割速度直接影響切口寬度和切口表面粗糙度。對于不同材料的板厚，不同的切割氣體壓力，切割速度有一個最佳值，這個最佳值約為最大切割速度的80%。（6）輔助氣體的種類和壓力切割低碳鋼較多采用氧氣作輔助氣體，以利用鐵氧燃燒反應熱促進切割過程，而且切割速度快，切口質量好，可以獲得無掛渣的切口。切割不銹鋼時，常采用O2+N2混合氣體或雙層氣流，單用氧氣在切口底邊會發(fā)生掛渣。氣體壓力增大，動量增加，排渣能力增強，因此可以使無掛渣的切割速度增加。氧氣純度對切割速度有一定的影響，研究表明，氧氣純度降低2%，切割速度就會降低50%。噴嘴形狀也影響激光切割質量和效率。不同切割機采用不同形狀的噴嘴。與其它常規(guī)加工方法相比，激光切割具有更大的適應性。首先，與其他熱切割方法相比，同樣作為熱切割過程，別的方法不能象激光束那樣作用于一個極小的區(qū)域，結果導致切口寬、熱影響區(qū)大和明顯的工件變形。激光能切割非金屬，而其它熱切割方法則不能。一般來說，激光切割質量可以由以下6個標準來衡量。（1）切割表面粗糙度RZ（2）切口掛渣尺寸（3）切邊垂直度和斜度u（4）切割邊緣圓角尺寸r（5）條紋后拖量n（6）平面度F 激光切割設備與焊接設備基本類似，區(qū)別是焊接需要使用激光焊槍，而切割使用激光割炬。激光切割大都采用CO2激光切割設備，主要由激光器、導光系統(tǒng)、數(shù)控運動系統(tǒng)、割炬及抽煙系統(tǒng)組成。激光器由激光電源提供高壓電源，產生的激光經(jīng)反射鏡、導光系統(tǒng)把激光導向切割工件所需要的方向；數(shù)控運動系統(tǒng)主要用于調節(jié)割炬的移動方向，割炬與工件間的相對移動有三種情況。① 割炬不動，工件通過工作臺運動，主要用于尺寸較小的工件。② 工件不動割炬移動 ③ 割炬和工作臺同時運動。割炬主要包括槍體、聚焦透鏡和輔助氣體噴嘴等零件。激光切割時，割炬必須滿足下列要求。④ 能夠噴射出足夠的氣流。⑤ 割炬內氣體的噴射方向必須和反射鏡的光軸同軸。⑥ 割炬的焦距能夠方便調節(jié)。⑦ 切割時，保證金屬蒸汽和切割金屬的飛濺不會損傷反射鏡。激光切割時，要求激光器輸出的光束經(jīng)聚焦后的光斑直徑最小，功率密度最高。噴嘴用于向切割區(qū)噴射輔助氣體，其結構形狀對切割效率和質量有一定影響。噴孔的形狀有圓柱形、錐形、和縮放形等。一般根據(jù)切割工件的材質、厚度、輔助氣體壓力等經(jīng)試驗后確定。制衣行業(yè)中使用的服裝布料激光切割機打破了傳統(tǒng)手工和電剪速度慢和難以排版,，操作簡單，只需把所要裁剪的圖形及尺寸輸入到電腦，機械就會把整張的材料裁剪成您所需要的成品，不用刀具、不需要模具，利用激光實現(xiàn)非接觸式加工，簡便快速。布料激光切割機與傳統(tǒng)的切割方式相比不僅價格低,，效果更好，并且因為激光加工對工件沒有機械壓力,所以切割出來產品的效果,。用于皮革、箱包企業(yè)及皮鞋、鞋材生產企業(yè)的激光切割雕刻機, 集切割、雕刻和鏤空于一身，適用各種皮革料的加工：高檔鞋材、皮包、皮衣切割特殊形狀，無毛邊，尺寸標準，誤差?。?77。），效果柔軟，無高周波或刀模切壓的生硬感。另可于皮革上刻畫特別效果或圖案，使成品更顯精細及別具創(chuàng)意。飾品加工是一門對比特殊的職業(yè)，由于主要是針對一些稀有的貴金屬的加工改造，所以對加工改造的設備要求十分的高。可是這對小型激光切開機來說，確是一個十分好的機會，它極好的處理了加工飾品中的一些難題，并且受到了各個廠家的熱捧。運用小型激光切割機加工飾品在不需開模的情況下，就可以直接加工出想要的商品，并且精度十分的高，加工時刻只需要短短的幾分鐘就可以。不僅縮短了加工時刻，還降低了成本。以往眼鏡行業(yè)主要利用模具做鏡框，不同樣式需要做不同模具，所需成本高，效率低。直到激光切割機投入后，開發(fā)新的款式只需在軟件上呈現(xiàn)，速度快、精度大，特別適合小量、多款式的生產模式。甚至可以做到一臺光纖激光切割機能夠快速加工出了不同款式的眼框，為個性定制眼鏡解決后顧之憂。除此之外，激光切割機能夠在板材上任意的設計圖形，速度快，精度高，一次成型，無需后續(xù)處理，比傳統(tǒng)切割設備快十幾倍，極大的提高加工效率，可視排料，緊密貼合，節(jié)省材料。先進的工藝可提高眼鏡廠家的新產品開發(fā)速度，能夠快速收回設備投資成本。眼鏡專用激光切割機能在板材上切割任意的設計圖形，速度快，精度高，一次成型，無需后續(xù)處理，比線切割快十幾倍，極大的提高加工效率，可視排料，緊密貼合，節(jié)省材料。先進的工藝可提高貴公司的新產品開發(fā)速度，最快為您收回設備投資成本。一機多用，既能滿足客戶對平板的切割要求，也能滿足管圓及異形材料（方鋼、扁鐵、槽鋼、方管）的切割。使用激光雕刻和切割，過程非常簡單，如同使用電腦和打印機在紙張上打印。您可以在Win98/Win2000/WinXP環(huán)境下利用多種圖形處理軟件，如CorelDraw等進行設計，掃描的圖形，矢量化的圖文及多種CAD文件都可輕松地“打印”到雕刻機中。唯一的不同之處是，打印將墨粉涂到紙張上，而激光雕刻是將激光射到木制品、壓克力、塑料板、金屬板、石材等幾乎所有的材料之上。[1] 李亞江，：化學工業(yè)出版社，2014.[2] —，1995.第三篇：水切割的原理及應用水切割的原理及應用科目：先進制造系統(tǒng)導論專業(yè)：機械設計制造及其自動化學號：110606423姓名：XXX水切割的原理及應用摘要：水切割也稱水射流切割或水刀切割。高壓水射流切割是一種特殊的加工方法。它利用增壓器將水加壓，達到10MPa一400MPa甚至更高的壓力。水獲得壓力能，再從細小的噴嘴噴射而出，將壓力能轉換為動能，從而形成高速射流。切割正是利用這種高速射流的動能對工件的沖擊破壞作用，達到切斷、成形的目的。高壓水射流既不同于傳統(tǒng)加工的銑、刨、磨、削，也有別于一般的剪切和沖裁。它屬于高能切割。高壓水射流切割就是把高壓水射流的動能作為切割能，對材料進行沖蝕和擠壓、破壞，以達到切割的目的的一種新工藝。它最大特點是非熱源的高能量射流束加工，切割過程中無熱產生，故可以切割所有的金屬和非金屬材料，特別是各種熱切割方法難以切割的材料。具有：切口快、切口平整、無塵埃、無熱變形、無污染、減少材料浪費等特點。可切割：鈦合金、銅板、鋼板、鋁板、鑄鐵、花崗巖、大理石、瓷磚、化纖、木材、布匹、紙張、皮革、塑料等材料。已應用于航空、軍工、石材、建筑、裝潢等精加工領域。關鍵詞：水刀，超高壓，高能量，安全，成本低，無污染，高速度，精加工。水在人們的概念里往往是“柔”、“軟”的代表，然而自古就有水滴石穿之說。以柔克剛水滴石穿給水賦予了新的定義，如今利用柔軟的水也能夠進行切割物體了，不論是純鋼的鋼板還是堅硬的石頭，在水刀面前變得輕而易舉。高壓水射流加工技術正是利用與水滴石穿相同的原理，把動量加大，縮短時間，達到斷石、斷鐵、切割的目的。人們在很早的時間就開始利用很高壓力的水進行材料的加工和切割。1870年前后，美國在加利福尼亞的金礦中用增壓后的水流開采礦石，俄國人也曾用水采煤。在上世紀60年代，密蘇里大學林業(yè)系的諾曼弗朗茲教授發(fā)明了高壓水射流的切割實驗裝置。該裝置的核心是一個單缸增壓器，(s000opsi)，用這樣的高壓水可以來切割木材。這一裝置引起包括著名的依格所爾公司在內的許多壓力設備制造商和研究單位的興趣。1971年第一臺商用水切割試驗機在杰克遜的阿爾頓紙品公司投入應用，用于切割層壓紙 管，并且可以在紙管上切出各種形狀。高壓水切割技術的真正的商品化應用是上世紀80年代初洛克韋爾飛機公司用水切割機來切割BI轟炸機的欽合金零件，可以節(jié)約成本50%。目前許多國外的公司用高壓水切割各種材料，甚至用于軍艦制造。普通的加工方式即利用硬度較強的金屬制作刀具，在主軸的高速轉動下帶動刀具進行切割多余材料來達到加工目的，然而由于，這種方式是用硬的材料來切軟的材料，那么較硬的材料采用這種方式就會比較難加工，況且加工過程中，產生大量的熱量，經(jīng)常會導致工件的熱變形，影響加工精度，直接接觸切割也容易導致刀具的磨損，使刀具使用壽命降低，在加工過程中的冷卻液也會造成加工質量的不穩(wěn)定，增加相應制造成本，造成環(huán)境污染。高壓水射流足以水為工作介質，通過增壓設備和特定形狀的噴嘴產生高速射流束，具有極高的能級密度。一些新型射流如脈沖射流、空化射流和磨料射流的相繼出現(xiàn)，大大提高了其切割、剝離、破碎能力，更進一步拓寬了水射流技術的應用范圍，可用于清洗、清理、切割、注水鉆孔、噴霧、破碎、研磨等作業(yè)，具有清潔、無熱效應、能量集中、易于控制、效率高、成本低、操作安全方便等特點，超高壓水刀的基本技術既簡單又極為復雜。當水被加壓至很高的壓力并且從特制的噴嘴小開孔()通過時, 可產生一道每秒達近千公尺(約音速的三倍)的水箭，此高速水箭可切割各種軟質材料包括食品, 紙張, 紙尿片, 橡膠及泡棉，此種切割被稱為純水切割。而當少量的砂如石榴砂被加入水射流中與其混合時, 所產生之加砂水射流, 實際上可切割任何硬質材料包括金屬, 復合材料, :壓力發(fā)生裝置提供切割動能，如:高強度的加壓泵、蓄能器:水供給裝置，如過濾器、輸送管線。切割裝置，如:控制閥門、噴嘴等?；厥昭b置等。有的還具備精確控制裝置。磨料供給裝置等。水射流技術特點較之激光、等離子、線切割等傳統(tǒng)的切割方式，水射流切割技術確實有其獨特、顯著的優(yōu)勢：：水射流是一種冷加工方式，‘水刀’不磨損且半徑很小，能加工具有銳邊輪廓的小圓弧。加工本身無熱量產生且加工力小，加工表面不會出現(xiàn)熱影響區(qū)，自然切口處材料的組織結構不會發(fā)生變化，也幾乎不存在熱和機械的應力與應變，無需二次加工，無裂縫、無毛邊、無浮渣，因此其切割品質優(yōu)良。：無論是金屬類如普通鋼板、不銹鋼、銅、鈦、鋁合金等，或是非金屬類如石材、陶瓷、玻璃、橡塑、紙張及復合材料，皆可適用。：水切割所產生橫向及縱向的作用力極小，不會產生熱效應或變形或細微的裂縫，不需二次加工，既可鉆孔亦可切割，降低了切割時間及制造成本。：在切割過程中不會產生弧光、灰塵及有毒氣體。操作環(huán)境整潔，符合嚴格的環(huán)保要求。、數(shù)控化：高壓水射流是全方位點切割器，無碩萬孔，可以在任意點切割，切出任何復雜的形狀。因此對程序化和數(shù)控操作十分便利。另外采用CAM或CAD控制加工，可以達到高精度，重復加工能力強。由于射流切口小、切割可以精確控制，因此樣板可以嵌套或者相切排列，充分利用每一塊材料，減少廢料。，可以加工不同材質的工件。硬質材料的加工厚度達6’‘?？梢约庸つ承╇y以用傳統(tǒng)加工方法切割的材料。水刀的分類兩種水刀是指純水水刀和加砂水刀。業(yè)應用始于二十世紀七十年代中期，用于切割瓦楞紙板。純水水刀最大的應用是切割拋棄式尿布、棉紙和汽車內飾件。對于棉紙和拋棄式尿布，與其它技術相比，水刀技術在材料上留下的水分最少。純水水刀的特點非常細的水流（常見直徑范圍：）非常詳細的幾何形狀 非常少的材料切割損失，切割時不產生熱量，切割厚度可以很大也可切得很薄，切割速度快，能夠切割軟、輕質材料（例如厚達 24的纖維玻璃絕緣材料），極小的切削力，夾具簡單，每天 24 小時的連續(xù)運行。加砂水刀與純水水刀只有幾點不同。在純水水刀中，由超音速水流侵蝕材料。在加砂水刀中，由水射流加速砂料顆粒，然后由這些顆粒（而非水）侵蝕材料。加砂水刀的能力比純水水刀強大成百上千倍。純水水刀和加砂水刀都有其用武之地。純水水刀可切割軟質材料，而加砂水刀則切割硬質材料，如鋼材、石材、復合材料和陶瓷。使用標準參數(shù)的加砂水刀能夠切割硬度等于（甚至稍稍超過）氧化鋁陶瓷（常常稱作礬土，AD ）的材料。我們將在下面介紹加砂水刀的特點，以及加砂水