激光切割技術(shù)是一種利用高功率密度激光束使工件分離的先進(jìn)加工技術(shù)，其原理是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束對(duì)材料的移動(dòng)，孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫，進(jìn)而完成對(duì)材料的切割。
在制造業(yè)領(lǐng)域，激光切割已然成為了得力助手，有著舉足輕重的地位。它擁有加工質(zhì)量更好、效率更高、切割材料范圍更廣等傳統(tǒng)加工方法無法比擬的優(yōu)勢(shì)，無論是宏觀的工程機(jī)械制造，還是微觀的微電子制造，都能看到它大顯身手的身影。而且，激光切割適用于各種類型的材料，包括金屬、非金屬、無機(jī)物和有機(jī)物，加工過程還具備低噪音、低殘余、高效高精、無機(jī)械應(yīng)力等特點(diǎn)，再配以數(shù)控技術(shù)，尤其利于精細(xì)分離和復(fù)雜曲線切割工藝的實(shí)現(xiàn)。
如今 2024 年即將過去，激光切割技術(shù)又展現(xiàn)出了諸多令人矚目的新趨勢(shì)，值得我們深入探討與關(guān)注，下面就為大家詳細(xì)介紹一番。
一、技術(shù)創(chuàng)新
“超厚玻璃板材的激光切割” 讓人眼前一亮。該切割方法在實(shí)際分離過程中，切割部分在超聲波和下壓作用力的共同作用下，先將改性連接破壞，再繼續(xù)克服切割部分與剩余主體之間的摩擦力，超聲波在下壓作用力作用下使切割部分高頻振動(dòng)并減小摩擦力，幫助下壓作用力在更小力量下快速完成脫離。這一工藝的出現(xiàn)，顯著提升了超厚玻璃切割的精度、效率以及成品率，為超厚玻璃在建筑、汽車、電子設(shè)備等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更優(yōu)質(zhì)的切割解決方案，很好地滿足了當(dāng)前產(chǎn)業(yè)對(duì)高精度加工的迫切需求。
超高功率激光切割機(jī)：在激光加工應(yīng)用領(lǐng)域迎來一次 “革命性” 突破。超高功率超大幅面激光切割機(jī)是將市場聚焦于特厚板切割應(yīng)用領(lǐng)域。它解決了激光切割碳鋼、不銹鋼板材厚度受限問題，將特厚不銹鋼空氣切割、特厚碳鋼氧氣負(fù)焦切割厚度提升至 400㎜以上，能實(shí)現(xiàn)特厚板批量穩(wěn)定切割，為厚板、特厚板切割提供了全新有效的解決方案，讓厚板批量生產(chǎn)更有優(yōu)勢(shì)，能為客戶帶來更大收益，也推動(dòng)了激光應(yīng)用行業(yè)朝著高端化、智能化方向發(fā)展。
水導(dǎo)激光加工技術(shù)(WJGL)是一種混合加工方法，它將激光與“細(xì)如發(fā)絲”的水射流相結(jié)合，以類似于傳統(tǒng)光纖的方式通過全內(nèi)反射精確引導(dǎo)激光束，水射流可以持續(xù)冷卻切割區(qū)域并有效地清除碎屑。作為一種“清潔、受控的冷激光技術(shù)”，WJGL技術(shù)解決了干式激光加工技術(shù)存在的重大問題，如熱損傷、污染、變形、碎屑沉積、氧化、微裂紋、錐度和精度低。實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃、陶瓷、藍(lán)寶石等脆性材料的精密切割，還能夠去除材料表面的油墨、PVD 等，為脆性材料的精細(xì)加工及表面處理帶來了極大便利，進(jìn)一步拓寬了激光切割技術(shù)在不同材料加工領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
二、智能化自動(dòng)化變革
（一）智能系統(tǒng)優(yōu)化控制
1、智能控制系統(tǒng)功能多樣
在激切割技術(shù)領(lǐng)域，不少企業(yè)都在智能控制系統(tǒng)方面不斷深耕。以庫維激光為例，其切割機(jī)的智能控制系統(tǒng)具備諸多強(qiáng)大功能。像自適應(yīng)控制功能，能夠根據(jù)切割材料的不同特性、厚度等因素，自動(dòng)調(diào)整切割參數(shù)，確保切割過程始終處于最佳狀態(tài)。而且還擁有故障預(yù)測功能，通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與分析，提前預(yù)判可能出現(xiàn)的故障問題，便于及時(shí)維護(hù)，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率。
2、軟件與數(shù)據(jù)庫助力增效
智能排版軟件在激切割中也起著關(guān)鍵作用。它可以依據(jù)切割材料的尺寸、形狀以及需要切割的圖形等，合理規(guī)劃排版，最大化利用板材，減少廢料產(chǎn)生。同時(shí)，工藝數(shù)據(jù)庫涵蓋了豐富的切割工藝參數(shù)、材料特性等信息，操作人員可以根據(jù)實(shí)際需求快速查詢調(diào)用，幫助優(yōu)化切割工藝，進(jìn)一步提高切割質(zhì)量和效率，讓整個(gè)切割作業(yè)更加精準(zhǔn)、高效地進(jìn)行。
（二）自動(dòng)化生產(chǎn)協(xié)同作業(yè)
1、機(jī)器人與切割機(jī)協(xié)同提效
機(jī)器人與激光切割機(jī)協(xié)同作業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)模式愈發(fā)常見。例如，在一些大型制造場景中，機(jī)器人可以精準(zhǔn)地抓取、搬運(yùn)待切割材料，并將其準(zhǔn)確放置在激光切割機(jī)的工作臺(tái)上，切割完成后再把成品移走。這種協(xié)同作業(yè)模式避免了人工操作的繁瑣與誤差，實(shí)現(xiàn)了不間斷的連續(xù)生產(chǎn)，極大地提高了生產(chǎn)效率，并且保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化生產(chǎn)流程
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在激切割的生產(chǎn)過程中也展現(xiàn)出巨大價(jià)值。它能夠?qū)崟r(shí)采集激光切割機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如切割速度、功率、溫度等，同時(shí)還可以監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)流程的狀態(tài)。基于這些數(shù)據(jù)，企業(yè)可以進(jìn)行深度分析，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，比如發(fā)現(xiàn)某個(gè)環(huán)節(jié)效率較低時(shí)，及時(shí)做出改進(jìn)，確保整個(gè)生產(chǎn)線都能處于高效運(yùn)行狀態(tài)，為企業(yè)的高質(zhì)量生產(chǎn)提供有力支撐。
三、節(jié)能環(huán)保
在 2024 年，激光切割技術(shù)在節(jié)能環(huán)保方面展現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢(shì)，愈發(fā)契合當(dāng)下企業(yè)對(duì)環(huán)保的高要求以及綠色制造的發(fā)展趨勢(shì)。與傳統(tǒng)切割方法相比，激光切割機(jī)床使用的激光束不產(chǎn)生有害氣體和廢渣，從根源上減少了對(duì)環(huán)境的污染。比如在金屬加工中，傳統(tǒng)切割方式常常會(huì)產(chǎn)生廢渣等廢棄物，還可能因加工時(shí)噪音較大，造成噪音污染，而激光切割工藝則避免了這些問題。企業(yè)對(duì)環(huán)保要求的重視以及這些技術(shù)創(chuàng)新成果，正推動(dòng)激光切割技術(shù)朝著環(huán)境友好型制造不斷邁進(jìn)，使其在助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量生產(chǎn)的同時(shí)，也為可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量，成為現(xiàn)代制造業(yè)踐行綠色發(fā)展理念的得力工具。
四、市場前景
1、制造業(yè)需求持續(xù)增長
隨著各類制造業(yè)不斷朝著精細(xì)化、高端化發(fā)展，對(duì)零部件加工的精度、效率等要求日益提高。比如在工程機(jī)械制造中，對(duì)于大型結(jié)構(gòu)件的切割，激光切割技術(shù)憑借其能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀精準(zhǔn)切割、切割面質(zhì)量高的優(yōu)勢(shì)，可有效提升整體產(chǎn)品質(zhì)量；在微電子制造方面，其可以在微小尺寸材料上進(jìn)行精細(xì)加工，滿足微觀層面的生產(chǎn)需求。
無論是傳統(tǒng)制造業(yè)的升級(jí)改造，還是新興制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，都對(duì)激光切割技術(shù)有著強(qiáng)烈的依賴，并且這種需求還在隨著行業(yè)進(jìn)步不斷攀升。
2、新興產(chǎn)業(yè)拓展?jié)摿薮?/span>
在新興產(chǎn)業(yè)中，激光切割技術(shù)同樣有著廣闊的應(yīng)用拓展?jié)摿?。以新能源汽車產(chǎn)業(yè)為例，其輕量化需求促使更多鋁合金等輕質(zhì)材料的使用，激光切割技術(shù)能很好地對(duì)這些材料進(jìn)行切割加工，助力汽車零部件的制造；在電子信息產(chǎn)業(yè)，面對(duì)越來越小且精密的電子元器件，激光切割可以實(shí)現(xiàn)高精度的分離和成型；還有航空航天領(lǐng)域，對(duì)于高溫合金、碳纖維復(fù)合材料等特殊材料的加工，激光切割技術(shù)也在不斷探索和適配，有望打破傳統(tǒng)加工方式的局限，為這些高端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的加工技術(shù)支撐，進(jìn)一步拓寬自身的應(yīng)用邊界。
3、激光切割在非金屬材料切割的潛力十足
激光切割技術(shù)在非金屬材料領(lǐng)域有著較為廣泛的應(yīng)用前景。像在電子行業(yè)中，可以利用激光切割設(shè)備實(shí)現(xiàn)印刷電路板 (PCB) 的加工、精密電子元器件的切割、微電子器件的制造等；在汽車工業(yè)中，能夠切割汽車的儀表盤、門板、座椅、地毯等材料；在紡織工業(yè)中，還可以切割各種紡織品、皮革、人造革等材料，并且進(jìn)行花邊、圖紋等工藝的雕刻。
不同類型的激光器在非金屬材料切割上各有優(yōu)勢(shì)，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，激光切割在塑料、橡膠、陶瓷等非金屬材料切割方面有望繼續(xù)拓展應(yīng)用范圍，助力更多行業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的加工需求，推動(dòng)制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。
2024 年激光切割技術(shù)呈現(xiàn)出多方面的顯著趨勢(shì)，無論是技術(shù)創(chuàng)新層面的新型激光器涌現(xiàn)、切割工藝的持續(xù)優(yōu)化，還是應(yīng)用拓展上在金屬與非金屬加工領(lǐng)域不斷突破，亦或是智能化自動(dòng)化帶來的生產(chǎn)變革，以及節(jié)能環(huán)保方面展現(xiàn)出的綠色優(yōu)勢(shì)，都彰顯著這一技術(shù)的蓬勃發(fā)展活力。
這些趨勢(shì)正有力地推動(dòng)著制造業(yè)發(fā)生深刻變革，使其朝著更高效、更精準(zhǔn)、更智能、更環(huán)保的方向大步邁進(jìn)。隨著各行各業(yè)對(duì)高精度、高質(zhì)量加工需求的持續(xù)攀升，以及新興產(chǎn)業(yè)的不斷崛起，激光切割技術(shù)的應(yīng)用前景無疑是十分廣闊的，有望在更多領(lǐng)域大放異彩，為制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展持續(xù)賦能。當(dāng)然，我們也應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到其面臨的技術(shù)創(chuàng)新困難、激烈市場競爭等挑戰(zhàn)，但相信在企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等各方的共同努力下，激光切割技術(shù)必將不斷克服困難，創(chuàng)造更多可能，迎來更加璀璨的未來。
