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為什么選擇激光切管?除了激光切割，管材加工的傳統(tǒng)切割方法還有手工切割、滾輪擠壓、鋸床切割、砂輪切割、氣焊切割等。然而，比起這些方法，激光切割在加工質量和效率、節(jié)省人力、減少毛刺等方面都具有顯著優(yōu)勢。專業(yè)的激光切管機對單根管材的加工自動化程度更高，可以了解一下。
激光切管機是由數(shù)控系統(tǒng)控制，以管材軸向運動作為X軸、管材旋轉作為A/B軸、切割頭水平移動作為Y軸，切割頭為Z軸。加工需求有改變時，只需調整編程即可。如果搭載自動上下料系統(tǒng)，就能讓原本復雜的加工過程一步到位。
使用激光切割管材的優(yōu)勢在于，第一，切邊的熱效應很小，工件幾乎不會產生變形;第二，它是一種無接觸加工方式，不會對工件施加壓力，也就不會造成變形或磨損的問題;第三，激光束可控，適應性和靈活性更高;第四，切割效率可提高8~20倍，同時節(jié)省15%~30%的材料損耗。
CO2激光和光纖激光是切割領域中最常用的兩種激光。CO2激光的工作原理是CO2氣體在高頻高壓下受到激發(fā)產生激光，經過諧振腔中的偏振鏡后反射聚焦進行切割。
除了銅材料由于反射性高，會使激光全部反射回激光器之外，CO2激光可以切割絕大部分金屬材料，還可以切割半導體、非金屬材料等。然而，這種技術會受到反射鏡距離范圍限制，而且反射鏡需要維護和校準。由于CO2的氣體純度問題，諧振腔也需要定期清理。對于一個數(shù)千瓦級二氧化碳系統(tǒng)來說，這些工作每年至少花費2萬美元。在這種情況下，光纖激光就有了用武之地。
光纖激光的激光源是多模泵浦二極管，通過分支在諧振腔調整后耦合進單根光纖形成激光。
與CO2激光相比，光纖激光沒有范圍限制，可以加工銅材料，維護成本更低，最重要的是可以在光電轉換效率達到25%以上的同時大大提高切割速度(一般CO2激光的光電轉換效率為10%左右)。
光纖激光的局限性在于基本不能切割非金屬材料，另外，光纖激光的穿孔時間比CO2激光長，對于切割較厚的材料沒有優(yōu)勢。雖然近年來光纖激光發(fā)展迅猛，但依然無法完全取代CO2激光技術。
當然不是,管材切割時，尤其是小直徑方管，熔渣會附著在管內壁，產生的大部分熱量被工件吸收。如果切割密度較大，管材有可能過熱，出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，影響切口質量。除此之外，割縫熱場復雜、冷卻困難、切割熔渣易堵塞等也是需要深入研究的問題。
對于管材加工領域的熱門產品激光切管機，這項技術在十幾年前還一直掌握在國外企業(yè)手中。我國高效專業(yè)的激光切管設備從2008年之后才開始正式成長起來，但發(fā)展速度十分可觀。
目前針對激光切管機的研究和改進重點包括以下幾點：
1.應用多樣性
在實際應用中，管材常常有不同的壁厚和截面形狀，這兩點對設備夾具的夾持效果提出了很高要求。夾持力太小，管材會發(fā)生竄動，產生加工偏差;夾持力太大，會導致管材變形。目前的激光切管機已經可以做到加工標準管材時，根據(jù)材質壁厚自適應快速調節(jié)夾緊力。也有利用傳感器監(jiān)控，使自定心卡盤能夠適應任何管材幾何形狀的技術。
2.輔助支撐結構設計
在高速切割過程中，管材會因為自重而下垂，由于固定卡盤的滾筒處管材下垂曲率的變化，工件的理論長度也會改變，影響到后續(xù)折彎或孔位加工等步驟的準確性，因此需要加強對管材的支撐?？梢酝ㄟ^伺服機構控制支撐面移動或自動調整位置的滾輪實現(xiàn)管材與支撐面的有效貼合。
3.自動上下料系統(tǒng)
雖然大部分激光切管機已經實現(xiàn)了上下料自動化，但依然會出現(xiàn)效率低、管材表面易劃傷等問題。以大族激光P6018D為例，針對這些問題采用尼龍面上滑動式上料方式，限位推動分管，以及浮動式支撐的下料系統(tǒng)，將小轉軸鑲嵌在支撐板中，減少工件間刮擦。
總而言之，管材激光切割的前景可以說是一片光明的，未來還將向高精度、高自動化、柔性化、功能多樣化的方向發(fā)展。不斷進行實踐，完善其工藝系統(tǒng)，對整個激光切割行業(yè)的發(fā)展都具有重要研究意義與價值。
