如果說要對(duì)材料進(jìn)行切割,,有很多方法可以實(shí)現(xiàn),,用鋸切,,還有用氣切等方式,,都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種材料的切割,。 6 g. R) O. o9 X; U1 W
但這些切割方法都并不完美,,所以后來又發(fā)明出了水刀切割和激光切割,這也是現(xiàn)在廣泛使用的切割方式,,事實(shí)證明,,這兩種方式也是業(yè)內(nèi)最有效的切割解決方案。
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但是人們并沒有停止尋找更好的切割方式,,例如說一些精密金屬零部件的加工,,或者是一些新材料的切割,就需要尋找新的切割方式,,繼而就研發(fā)出了獨(dú)特的水刀激光切割技術(shù),。 ) J+ N: w. u& c9 a [
首先來看看水刀與激光這兩種切割方法之間,有什么區(qū)別和相似之處,。 ; [: X- ^4 V9 j
一:定義水刀,,就是以水為刀,通過將水在容器內(nèi)增壓到超高壓,,再經(jīng)過極小的噴嘴射出高壓水流,,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的切割;為了增加切割能力,,還會(huì)將一些石榴砂,,金剛石等磨料添加在水中,是一種現(xiàn)在廣泛使用的切割方式,。
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. W1 b- v" E. g( T激光切割,,是通過機(jī)器制造出高功率的激光束,再照射到需要切割的材料,,激光所產(chǎn)生的高溫會(huì)將照射的材料熔化或者汽化,,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的切割。
7 }8 R: @, t% c+ P 二:切割的材料1 D, T2 Q+ I5 X/ j9 ~$ K
水刀,,在可切割材料方面幾乎沒有限制,,水刀切割時(shí)不會(huì)讓材料產(chǎn)生熱量,從而避免了被切割材料會(huì)產(chǎn)生的熔化,,翹邊,,彎曲,燃燒等現(xiàn)象,;水刀切割的常見材料類型包括塑料,,橡膠,石材,瓷磚,,不銹鋼,,以及其它金屬等。
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: ^# X1 j- `/ s( B激光,,激光能夠切割更廣泛的金屬,,包括不銹鋼和碳鋼,以及鋁和多種合金,,某些激光可以切穿諸如木材,,玻璃或塑料之類的非導(dǎo)電材料,但是激光產(chǎn)生的熱量會(huì)對(duì)一些金屬產(chǎn)品產(chǎn)生影響,。 ) D2 V7 O. C4 j
三:切割的厚度
. H( X/ E% Y# H4 n' {8 k' C; l+ p. e水刀:水刀切割材料的厚度并沒有限制,,主要還是要看所射出來的水流壓強(qiáng)大小,壓強(qiáng)越大就能切割越厚的材料,。
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激光:在一般的機(jī)械車間中,,大多數(shù)激光可以切割2厘米左右的金屬,但是切割材料厚度也要根據(jù)金屬而異,,金屬的熔點(diǎn)和導(dǎo)熱性都會(huì)影響到激光切割的厚度,;激光切割機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于,它能夠以比水刀高得多的速度切割更薄的材料,。
& W# z0 l- W1 V 四:切割的精度和質(zhì)量 p. g3 ^$ L& K2 g/ M8 V! {
水刀:水刀的切口寬度在0.7毫米左右,,切割面非常細(xì),在某些情況下幾乎達(dá)到機(jī)器的質(zhì)量,,但切縫的頂部到底部會(huì)有一些誤差,,材料越厚這種誤差就會(huì)越大。 3 Y7 _* l4 o* K2 C6 ^; k
激光:激光的切割誤差比水刀要小得多,,當(dāng)在小零件上切割緊密的幾何形狀或需要將零件緊密嵌套在一起時(shí),,使用激光切割就能實(shí)現(xiàn),并且激光切割可以讓切割型材表面更加干凈和光潔,,但隨著厚度或速度的增加也會(huì)留下一些條紋,。
3 y5 j% K l( A 五:比較總結(jié); i0 y6 a& `2 v, }) V. P# ]
水刀:水刀切割是一種精確且用途廣泛的切割方法,可以切割各種廣泛的材料和厚度,,雖然在某些材料中水刀的速度不如激光快,,但可以提供高切割的質(zhì)量,還不會(huì)產(chǎn)生影響材料的熱量,。
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v I/ C/ [; t- n0 X5 X7 d( J激光:激光切割非常快且準(zhǔn)確,,但需要取決于材料和厚度,,在一般情況下,激光的速度和精度都非常高,,較厚的材料或者會(huì)受到熱量影響的材料,,最好找到另一種切削方法,。
; s! ^; z7 |- V$ d( K6 q# t 激光與水刀結(jié)合( h% I( t5 i0 O& Q0 l8 P7 i! Q
隨著碳纖維增強(qiáng)聚合物,以及陶瓷基復(fù)合材料等新材料的出現(xiàn),,這些新型材料的機(jī)加工成為一個(gè)問題,。
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無論是水刀還是激光切割都有著一些缺陷,為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),,就開發(fā)了水刀激光切割技術(shù)來加工這類高級(jí)復(fù)合材料,。 水刀激光切割是一種混合加工方式,也被稱為激光微噴,,是將激光與“細(xì)細(xì)的”水射流結(jié)合在一起,,水射流(水刀)通過與常規(guī)光纖類似的方式精確地引導(dǎo)激光束從而實(shí)現(xiàn)切割,水刀不斷冷卻切割區(qū)并有效清除切割時(shí)產(chǎn)生的碎屑,。
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該技術(shù)最先是應(yīng)用在半導(dǎo)體晶圓切割上的,,隨著技術(shù)的成熟,逐漸推廣到醫(yī)療設(shè)備,,鐘表加工,,燃?xì)夂蛧姎獍l(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片,半導(dǎo)體設(shè)備的機(jī)械加工以及超硬工具制造過程中的材料切割,。 & l" v p& g2 h; q& `
激光通過聚焦后會(huì)形成激光束,,穿過加壓水腔時(shí)就會(huì)推動(dòng)水向前流動(dòng),并聚焦到噴嘴中,,最后激光束將和水流一起從噴頭中射出,。
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這個(gè)水流里是不加磨料的,所以切割主要還是靠激光,,水的作用是利用水柱引導(dǎo)激光不分散,,聚集激光能量切得更快,還有降溫和清除碎屑作用,。 ; s+ y" a& D# y5 V! H
從噴嘴到切割工件上的這段距離,,激光束并不會(huì)分散,而是在水柱中不斷反射前進(jìn),,原理上類似于光纖傳輸,,激光束可以在長達(dá)10cm的距離被引導(dǎo),從而實(shí)現(xiàn)整齊的切縫,,無需再次聚焦或距離控制,。
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0 H l" w$ k# X水刀激光切割能夠獲得非常高的切割質(zhì)量,對(duì)材料沒有熱損傷,,沒有燃燒或熱降解,,毛刺更少,表面更光滑,直邊切割有更高的精度,,有助于保持孔徑的高精度等優(yōu)點(diǎn),,并且水刀可以不斷冷卻切割區(qū),能夠有效清除切割時(shí)產(chǎn)生的碎屑,。
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水刀激光切割對(duì)于加工者來說,,它可以有更快的生產(chǎn)速度,更廣泛的加工材料,,更高的可靠性和更高的切割質(zhì)量,,實(shí)現(xiàn)更低的切割成本。
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而隨著更多新材料出現(xiàn),,水刀激光切割所有的這些特點(diǎn),,也將被更廣泛的使用。 g B3 i" `4 d1 y1 G# m8 C
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