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)勢必在我國制造業(yè)中發(fā)揮越來越大的作用,而且三維激光加工技術(shù)在我國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,其精度可以通過提高設(shè)備性能和選擇適當?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幾米甚至十幾米,但在大批量生產(chǎn)中,則不及金屬沖壓模具,為了提高生產(chǎn)效率,必須提高機床加工速度,不過在實際的正常速度運動下,如果速度過高,在實現(xiàn)加、減速和變換運動方式時,加速度勢必很大,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,就要盡量減少運動部分的質(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格不非,目前我國自研的激光器其光學模式很難達到基模,不能勝任三維切割,大部分仍需進口,華俄的三維激光切割設(shè)備就是采用的進口IPG光纖激光器;其次我國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,對于加工軟件的研究及開發(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,有時候還會出現(xiàn)工件或夾具跟激光頭產(chǎn)生干擾或碰撞問題,現(xiàn)在某些軟件能使機床實現(xiàn)半自動或全自動的干涉避讓(比如Tebis的五軸激光切割模塊)。對于切割軌跡的輸入,技術(shù)比較成熟的做法是示教,其缺點是費時費力而且精度不高。三維零件在加工之前往往有特定形狀且不規(guī)則,實際上由于重力等因素影響,其形狀可能跟原先設(shè)計有一定出入,所以三維零件的激光加工要實現(xiàn)CAD直接到CAM這一步尚需時日。
4.高集成化
由于單臺激光設(shè)備一般都價格昂貴,所以功能多樣化一直是激光設(shè)備發(fā)展的一個方向?,F(xiàn)在一般三維激光設(shè)備上都沒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設(shè)備的要求不一樣,其配套設(shè)施就有很大不同,對于工廠來講,基本上都是專機專用。“高集成化”是一個相對概念,一臺設(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,集成后價格更為昂貴。
5.理論研究
由于激光切割的復(fù)雜性,目前還沒有比較完整的三維切割模型。對于激光加工來講,建立激光切割工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫及專家系統(tǒng)是必不可少的。