布料紡織物的激光飛行切割

對(duì)于紡織物、聚合物薄膜或其它一些復(fù)合材料的切割，越來(lái)越需要更加靈活、經(jīng)濟(jì)高效的加工技術(shù)。在今天的市場(chǎng)趨勢(shì)中，不難發(fā)現(xiàn)，機(jī)械模切即數(shù)控模切，正在逐漸被激光切割所取代。

由于激光切割不需要模具，所以它比傳統(tǒng)的模切系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)。從而避免了購(gòu)買(mǎi)各種模具的成本，或因制造模具而延期生產(chǎn)。此外，機(jī)械式模切系統(tǒng)本身也有許多局限性，它是由于它通過(guò)切削工具和材料之間的物理接觸而產(chǎn)生的。無(wú)需模具的激光切割系統(tǒng)還可以靈活地加工薄片型材料，這也是其另一大優(yōu)勢(shì)。上述情況說(shuō)明了為什么激光切割系統(tǒng)能夠提高生產(chǎn)效率。

相對(duì)于激光切割的金屬材料，織物的熔點(diǎn)較低，對(duì)激光束的強(qiáng)度要求不高，連續(xù)波激光可以在幾百瓦的功率下使用。但是，目前的研究主要集中在提高切割速度以減少循環(huán)時(shí)間方面。

激光切割除了要縮短工作周期外，在提高生產(chǎn)效率和加工工藝等方面也有許多優(yōu)勢(shì)。由于激光切割是一種熱分離工藝，加速切割速度可以減少切口附近累積的熱量。

傳統(tǒng)的激光切割機(jī)是龍門(mén)加工系統(tǒng)，它可以將激光束、材料板(或兩者)與XY軸坐標(biāo)相結(jié)合。因此，在加工小輪廓、弧形或幾何圖形時(shí)，激光對(duì)焦的速度和路徑的精度都有一定的影響。

有些制造商采用了一些克服這一限制的方法，如將重軸驅(qū)動(dòng)與剛性機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)，將輕質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)和纖維增強(qiáng)材料組件或多層切割技術(shù)(2-30層織物同時(shí)切割)結(jié)合起來(lái)。

德國(guó)Flownhov材料與光束技術(shù)研究所的科學(xué)家們指出了上述解決方案的局限性，并開(kāi)展了相關(guān)研究，以確定激光打標(biāo)的振鏡技術(shù)是否也可以用于激光切割織物。

為了解決機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性受限的問(wèn)題，必須采用高動(dòng)態(tài)光束偏轉(zhuǎn)，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可移動(dòng)鏡可對(duì)光束進(jìn)行定位。因?yàn)檫@種鏡片重量輕，可以用光學(xué)掃描振鏡操作，即使在高速切割的情況下，定位光束也能精確地保持。最大可達(dá)到10g加速。這種動(dòng)態(tài)特性只能在不需切割氣體的情況下實(shí)現(xiàn)，切割過(guò)程中的殘余材料必須氣化掉。

遠(yuǎn)距離加工特別是采用連續(xù)波輻照激光器，激光功率可達(dá)幾千瓦。最大工作行程可達(dá)2米，加工范圍可達(dá)1×1米。較高的激光功率和較長(zhǎng)的焦距相結(jié)合，提供更高的光束質(zhì)量，因此在織物加工中可達(dá)到每秒幾米的切割速度。

高效率的氣囊生產(chǎn)

為了保證乘客的安全，現(xiàn)在越來(lái)越多的汽車都安裝了各種氣囊。各種各樣的安全氣囊需要高度靈活有效地運(yùn)用于系統(tǒng)工程中。氣袋零件的切割多半是在需要輔助氣體的激光切割下完成的。因?yàn)槭菬崆懈睿虼思庸ねㄟ^(guò)無(wú)磨損的纖維邊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

近年來(lái)，由于多層裁剪技術(shù)的發(fā)展，使得該技術(shù)的生產(chǎn)效率大大提高，可以同時(shí)切割30層以上。但是，這種方法是非常復(fù)雜的，因?yàn)楸仨毞蛛x出一個(gè)獨(dú)立的層，特別是該層可能已經(jīng)被夾層分開(kāi)了。所以各層切割質(zhì)量不同，需根據(jù)質(zhì)量要求適當(dāng)減少層數(shù)。

因?yàn)槎鄬忧懈畹娜毕荩茖W(xué)家們開(kāi)始尋找像激光切割這樣的新型制造方法。

普通遙控系統(tǒng)包括安裝在被加工材料上方的掃描光學(xué)元件。透過(guò)掃描鏡頭控制光點(diǎn)的移動(dòng)。加工距離、加工范圍、焦距之間的關(guān)聯(lián)性較為復(fù)雜，而且能被加工的材料范圍也會(huì)影響最終結(jié)果。

飛行切割技術(shù)使加工各種輪廓和不同寬度的材料成為可能。通過(guò)將不同的動(dòng)態(tài)和機(jī)械參數(shù)與軸系統(tǒng)相結(jié)合，可以進(jìn)一步改善該技術(shù)，這樣，與傳統(tǒng)的切割技術(shù)（如沖裁或機(jī)械切割）相比，激光切割技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)。這項(xiàng)系統(tǒng)概念可將受到空間限制的高動(dòng)態(tài)光束反射技術(shù)移植到更廣闊、平坦的應(yīng)用領(lǐng)域，比如：柔性薄膜切割，皮革或紙張的切割，焊接熱交換器板，切割覆蓋面料和填料。