激光切割工艺在铝板加工的应用优点优势

　　【中国幕墙网】该技术采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使不锈钢熔化并蒸发。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率为500～2500瓦。该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低，但是，通过透镜和反射镜，激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热，使不锈钢蒸发。此外，由于能量非常集中，所以，仅有少量热传到钢材的其它部分，所造成的变形很小或没有变形。利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料，所切割的坯料不必再作进一步的处理。

　　在Igor Sikorsky开始他的航天生涯时，首先尝试了垂直式飞行，幷于1909年建立了飞机原型。 

　　后来他认为，该阶段的技术无法支持旋翼飞机的开发，因此他很快就改为研究固定翼飞行器。他在俄国的时候设计了许多成功的飞行器，后来移民美国，1925年在纽约州长岛建立了Sikorsky Aircraft公司。Sikorsky是一名成功的航天先驱，他设计的是以陆地为基地、固定机翼的飞行器和飞行船。

　　二十世纪三十年代航空技术的发展给Sikorsky带来机会，使他可以重新研究垂直式飞行。因为旋翼飞机必须具备简洁的结构和轻型的引擎，这两方面的要求终于可以在技术上得到实现。1939年，他将航天技术上的知识应用到VS-300机型上，该系统是世界上首架实用的旋翼飞机。从那以后，该公司成为直升飞机的主要生产商，不仅生产军用/商用飞机，也进行技术开发应用，其中包括了X2演示机型（如图1a）。

　　现在，重于空气的直升机飞行已经成为可能，但是还需要大大降低机身的重量。在航天航空领域，对旋翼飞机的主要要求就是提高结构中每个零部件的效率。机身结构上的少许增加可能导致有效载荷的严重损失。载荷的损失和燃料承载能力的降低可能导致整体设计的失败。  

　　在旋翼飞机结构的设计中，轻型材料的使用十分重要，例如UH-60A黑鹰的设计（图1b）。钛、镁、铝和更多的复合材料被广泛用于旋翼飞机的制造中。钛是Sikorsky旋转器结构设计中的主要材料，而镁是变速器结构的主要材料，铝是机身零件的主要材料。复合材料正更多的被用于叶片、旋翼头零件和机身结构中。

　　旋转器零部件和变速器的制造是采用大型金属坯锻造而成的。机身也包含了一些采用锻造材料的零件，但是，机身零件绝大多数采用铝板。传统上，使用7000系列锌基铝合金来进行加工，这是因为该合金具有良好的静止力度和疲劳强度。虽然7000系列铝材料很适合航空应用，但是它们不耐高温。快速加温，如焊接和激光切割等操作，会导致微裂痕。微裂痕导致疲劳强度的降低。焊接和激光切割是两种产生热致微裂痕的加工。

　　激光切割的优势在于能快速、准确的将铝箔加工成不同的形状，该技术优势使得激光切割设备刚实现商业化就吸引了许多航空公司。二十世纪七十年代，主要的制造商对激光切割技术进行了评估，他们发现，激光加工产生的微裂痕对零件的疲劳特性所产生损害是不允许的。潜在的增重损害了制造业的利益，就使得激光切割技术被主要的机身制造商们束之高阁。

　　除了微裂痕的问题，人们还发现激光切割技术的参数很难控制，几乎无法进行检验。在目前的国际制造业市场，对所有加工和特征参数的检验进行严格的控制日益重要，因为这些加工工作更多的被外包给外围的供货商。

　　质量和加工控制是至关重要的。任何给加工带来不确定因素的过程都必须加以控制或者直接排除。以往，激光切割给不同生产批次之间的质量控制和一致性带来了巨大的挑战。 

[本文共有 2 页，当前是第 1 页] [1] [2]