盡管三維激光設(shè)備成本高、一次性投資大,但三維激光技術(shù)勢(shì)必在我國(guó)制造業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用,而且三維激光加工技術(shù)在我國(guó)還有很多地方值得繼續(xù)深入研究和發(fā)展。
1.高精度、高速度、高柔性
盡管受到“熱(光)加工”方式的限制,激光切割的精度跟數(shù)控銑等其他數(shù)控加工方式相比還有一些差距,但這并不影響其應(yīng)用,其精度可以通過(guò)提高設(shè)備性能和選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)等方式獲得提高。在速度方面,雖然激光切割速度每分鐘可達(dá)幾米甚至十幾米,但在大批量生產(chǎn)中,則不及金屬?zèng)_壓模具,為了提高生產(chǎn)效率,必須提高機(jī)床加工速度,不過(guò)在實(shí)際的正常速度運(yùn)動(dòng)下,如果速度過(guò)高,在實(shí)現(xiàn)加、減速和變換運(yùn)動(dòng)方式時(shí),加速度勢(shì)必很大,則可能產(chǎn)生很大的慣性力,所以既要獲得高速又要減小慣性力,就要盡量減少運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量。
2.低成本
激光設(shè)備昂貴的原因在于首先是激光器的價(jià)格不非,目前我國(guó)自研的激光器其光學(xué)模式很難達(dá)到基模,不能勝任三維切割,大部分仍需進(jìn)口,華俄的三維激光切割設(shè)備就是采用的進(jìn)口IPG光纖激光器;其次我國(guó)目前還未掌握制造三維激光設(shè)備的核心技術(shù)(如切割頭);再次,對(duì)于加工軟件的研究及開(kāi)發(fā)也不是很多。只有設(shè)法降低設(shè)備成本,掌握其核心技術(shù),該技術(shù)才能大規(guī)模應(yīng)用于汽車、航天航空制造等領(lǐng)域。
3.智能化
三維激光切割中,不僅僅要考慮激光光軸的位姿、離焦量等因素,有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)工件或夾具跟激光頭產(chǎn)生干擾或碰撞問(wèn)題,現(xiàn)在某些軟件能使機(jī)床實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)或全自動(dòng)的干涉避讓(比如Tebis的五軸激光切割模塊)。對(duì)于切割軌跡的輸入,技術(shù)比較成熟的做法是示教,其缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且精度不高。三維零件在加工之前往往有特定形狀且不規(guī)則,實(shí)際上由于重力等因素影響,其形狀可能跟原先設(shè)計(jì)有一定出入,所以三維零件的激光加工要實(shí)現(xiàn)CAD直接到CAM這一步尚需時(shí)日。
4.高集成化
由于單臺(tái)激光設(shè)備一般都價(jià)格昂貴,所以功能多樣化一直是激光設(shè)備發(fā)展的一個(gè)方向?,F(xiàn)在一般三維激光設(shè)備上都沒(méi)有較為成熟的集成切割、焊接、表面處理等多種激光加工手段。雖然有些設(shè)備既能切割也能焊接或打孔等,但是會(huì)側(cè)重其中一種加工方式,弱化其它功能。由于各種加工方式對(duì)設(shè)備的要求不一樣,其配套設(shè)施就有很大不同,對(duì)于工廠來(lái)講,基本上都是專機(jī)專用。“高集成化”是一個(gè)相對(duì)概念,一臺(tái)設(shè)備上不可能集成太多的加工方式,各加工方式所配備的裝置集成到一起容易互相干擾,而且這些裝置因其專用性很強(qiáng),集成后價(jià)格更為昂貴。
5.理論研究
由于激光切割的復(fù)雜性,目前還沒(méi)有比較完整的三維切割模型。對(duì)于激光加工來(lái)講,建立激光切割工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)及專家系統(tǒng)是必不可少的。