三维激光切割加工的核心设备组成、工作原理、技术优势及常见问题处理有哪些？
发布时间:2025-06-25
一、核心设备组成
激光发生系统：核心为光纤激光器或 CO₂激光器，光纤激光器电光转换效率超 30%，峰值功率可达 20kW，以高能量密度激光束为切割提供能量基础。
三维数控工作台：由 X、Y、Z 轴及旋转轴（A、B 轴）组成，定位精度达 ±0.05mm，支持复杂空间轨迹运动，适配不规则工件切割。
光束传输与聚焦系统：通过光纤或反射镜传输激光，聚焦镜将光束聚焦至 0.1 - 0.3mm 光斑，提升能量密度。
辅助气体系统：常用氧气（切割碳钢）、氮气（切割不锈钢、铝合金），压力 0.5 - 2MPa，吹除熔渣并保护镜片。
二、工作原理
高能量激光束聚焦于工件表面，瞬间将材料加热至熔点或沸点，辅助气体高速吹走熔融或气化物质，同时工作台按预设路径运动，激光束持续作用，完成三维立体切割。例如切割汽车覆盖件模具时，通过五轴联动实现复杂曲面切割。
三、技术优势及应用场景
四、常见问题与处理
切割面粗糙：原因可能是激光功率不足、焦点位置偏差或辅助气体压力不稳。处理方法为调整激光功率至合适值，校准焦点位置（误差＜±0.2mm），稳定气体压力。
切割不透：可能是板材材质与激光参数不匹配，或切割速度过快。需重新匹配激光功率、频率与板材厚度，降低切割速度（如切割 5mm 不锈钢板，速度宜控制在 0.8 - 1.2m/min）。
设备故障：激光发生器功率下降时，检查冷却系统温度（需维持在 20 - 25℃）及光路损耗；数控系统运动异常，排查伺服电机编码器信号与导轨润滑情况。
