第十二届中国国际机床展览会特种加工机床评述(三)

4  激光加工机床
激光自1960年问世后不久就开始应用于小型、精密零件的打孔和焊接。随着工业激光器件和激光加工工艺方法的不断发展,目前已形成包括切割、打孔、焊接、雕刻、表面改性、快速圆形制造、金属零件直接成形等数十种工艺,并迅速地取代传统加工方法,在汽车、电子、航空航天、机械、冶金、船舶等工业部门得到越来越广泛的应用。
本届展览会参展的国外厂商包括德国通快(TRUMPF)、德国德马吉(DMG)、德国罗芬激光技术(上海)有限公司、瑞士百超(Bystronic)、意大利普瑞玛(PRIMA INDUSTRIE)、日本天田(AMAD)、日本三菱电机(MITSUBISHI RLRCTRIC)、日本山崎马轧克(Mazak)、法国萨瓦尼尼(salvagnini)等公司;国内厂商包括武汉法利莱切割系统工程有限责任公司、上海团结普瑞玛激光设备有限公司、深圳市大族激光科技股份有限公司、武汉奔腾楚天激光设备有限公司、济南铸造锻压机械研究所有限公司、江苏金方圆数控机床有限公司、江苏亚威机床集团公司、江苏扬力数控机床有限公司、南京威克曼科技实业有限公司等。
据不完全统计,本届展览会上现场展出的激光加工机床共24台,其中CO2激光平面切割机11台、CO2激光三维加工机2台、光纤激光平面切割机5台、光纤激光管机1台、光纤激光冲压复合机1台、光纤激光机器人三维切割及焊接机2台、光纤激光雕刻机1台、碟片激光平面切割机1台。
除了实物之外,本届展览会还以图片形式展出了国家科技重大专项“D7132大功率宽幅面厚板数控切割机”的研究进展及预期目标。该项目采用国产数控系统、操作软件、切割工艺专家数据库,可实现30 mm碳钢和20 mm有色金属的切割。项目完成后将形成4~6项专利技术,并起草国内数控大功率CO2激光切割机国家标准。
与上届展览会相比,本届展览会展出的激光加工机床呈现以下特点:
(1) 展出的设备台数由20台增加到了24台,增幅达20%。一方面说明了激光加工机床行业发展势头方兴未艾,另一方面表明了中国经济和制造业的持续繁荣发展。
(2) 光纤激光切割机床异军突起。上届展览会上仅展出一款光纤激光平面切割机,而本届展览会上展出的光纤激光加工机床达到了10台。上届展览会后,评述专家组曾预测光纤激光加工机床将是未来激光钣金加工的发展方向。光纤激光加工系统具有以下特点:① 电光转换效率高,与CO2激光相比,节省电能30%以上;②采用光纤传输,既可保证整个加工范围内加工质量的均匀一致,又大大简化了光路和机床结构设计,免去了CO2激光加工系统外光路净化必不可少的空气净化装置,安装、维护方便;③波长短,可以加工铜合金等高反射材料,扩大了可加工材料范围;④光束质量高,切割薄板时速度更高,切口质量更好;⑤结构紧凑,占地面积小,使用和维护费更低。但是,与CO2激光相比,光纤激光在厚板切割上并不占有优势。
(3) 机器人激光三维加工系统在展会上亮相,预示着光纤激光与机器人结合是未来激光三维柔性加工系统的发展方向。
(4) 与上届展览会相比,CO2激光加工机床在技术上没有明显变化,显示出CO2激光加工机床技术已非常成熟。由于材料对激光吸收的最佳入射角与波长相关,在切割厚板时CO 2激光更具有优势,CO2激光切割机床将向大厚度板切割方向发展,应该发展的单元器件和技术包括高功率高光束质量CO2激光器、高功率CO2激光切割头(包括低吸收率聚 焦镜镀膜技术)、大厚度板CO2激光切割工艺等。
5  快速成形机床
在本届展览会上,我国没有快速成形机床生产厂家参展,这是近年来的第一次。其中的深层次原因值得探讨,在今年5月份举行的第5届全国快速成形与制造学术会议上,国内的专家对此进行了热烈的讨论。
外国厂家也只有香港宝力公司自代销此产品以来,连续7年在宝力公司展台的显著位置展出,收到了很好的效果。由于在大部分展出时间内,这台设备始终正常运行,所以参观的人很多,询问的人也很多,展会期间,宝力公司即签下了多笔订单。目前,OBJET的快速成形机床主要应用于汽车工业等领域,今年5~6月该公司在上海等地又成功地举办了在汽车工业中的应用专题研讨会。OBJET的设备具有较高的精度,设备的可靠性优于其他类型的快速成形机床,因此其销售业绩非常好,每年都有多台设备在中国大陆售出。现在,国内用户已不强调要求价格低廉了,而是着眼于操作简便,自动化程度高,易于维护及软件快速升级,获得的原型件精度高,表面质量好。
国内的厂家虽然没有参展,但是快速成形机床的销售和对外服务均有不同程度的进步,年产值高于1 000万元的厂家已超过4家。北京殷华公司近年来大力发展FDM/MEM小型设备,致力于联合上游的机械三维设计软件供应商和下游的真空注型、逆向工程设备厂商,为客户提供全面的产品开发、试制、小批量生产解决方案。最近,机械科学研究总院先进制造技术研究中心经过数年研制,推出了数字化无模铸造快速成形机床,在今年的国际铸造展上展出了这台机床,受到了普遍的好评。此设备仍是基于离散堆积成形原理,通过在CAD模型驱动下驱动快速成形机床,实现树脂砂、水玻璃砂、覆膜砂、石膏等多种材料的直接加工,取代了传统的有模铸造。无模铸型的快速数字化制造方法是一种适于单件、小批量、品种多样铸件生产的技术,具有广阔的应用前景。该中心致力于在国内的汽车制造厂家推广此新技术, 带动了产品的销售。目前,他们与北京隆源公司开展技术合作,利用隆源公司的SLS设备制造精度要求较高的型芯及型壳的精细局部原型件,镶嵌在大块的型壳上,获得复合型的型壳,成功用于无模铸造。这种不同快速成形技术的复合或集成,看起来也是一个重要发展方向。以华中科技大学为技术依托单位的武汉滨湖机电技术产业有限公司主要以粉末材料快速成形设备、工艺及其成形材料的研发为主,主要包括成形非金属制件的SLS技术和直接成形金属制件的SLM技术。这两种技术均已实现了产业化,形成了系列产品,在国防、航空航天、汽车、船舶、核工业等领域得到了广泛应用,不仅销售设备及其成形材料,而且还为用户提供制件服务。
据不完全统计,2010年年国内快速成形机床生产销售及技术服务总金额达6 000万元。总的来说,快速成形机床在我国具有广阔的市场前景。
(完)

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