激光切割工藝在鋁板加工的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)優(yōu)勢

　　【中國幕墻網(wǎng)】該技術(shù)采用激光束照射到鋼板表面時(shí)釋放的能量來使不銹鋼熔化并蒸發(fā)。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率為500～2500瓦。該功率的水平比許多家用電暖氣所需要的功率還低，但是，通過透鏡和反射鏡，激光束聚集在很小的區(qū)域。能量的高度集中能夠進(jìn)行迅速局部加熱，使不銹鋼蒸發(fā)。此外，由于能量非常集中，所以，僅有少量熱傳到鋼材的其它部分，所造成的變形很小或沒有變形。利用激光可以非常準(zhǔn)確地切割復(fù)雜形狀的坯料，所切割的坯料不必再作進(jìn)一步的處理。

　　在Igor Sikorsky開始他的航天生涯時(shí)，首先嘗試了垂直式飛行，幷于1909年建立了飛機(jī)原型。 

　　后來他認(rèn)為，該階段的技術(shù)無法支持旋翼飛機(jī)的開發(fā)，因此他很快就改為研究固定翼飛行器。他在俄國的時(shí)候設(shè)計(jì)了許多成功的飛行器，后來移民美國，1925年在紐約州長島建立了Sikorsky Aircraft公司。Sikorsky是一名成功的航天先驅(qū)，他設(shè)計(jì)的是以陸地為基地、固定機(jī)翼的飛行器和飛行船。

　　二十世紀(jì)三十年代航空技術(shù)的發(fā)展給Sikorsky帶來機(jī)會，使他可以重新研究垂直式飛行。因?yàn)樾�翼飛機(jī)必須具備簡潔的結(jié)構(gòu)和輕型的引擎，這兩方面的要求終于可以在技術(shù)上得到實(shí)現(xiàn)。1939年，他將航天技術(shù)上的知識應(yīng)用到VS-300機(jī)型上，該系統(tǒng)是世界上首架實(shí)用的旋翼飛機(jī)。從那以后，該公司成為直升飛機(jī)的主要生產(chǎn)商，不僅生產(chǎn)軍用/商用飛機(jī)，也進(jìn)行技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，其中包括了X2演示機(jī)型（如圖1a）。

　　現(xiàn)在，重于空氣的直升機(jī)飛行已經(jīng)成為可能，但是還需要大大降低機(jī)身的重量。在航天航空領(lǐng)域，對旋翼飛機(jī)的主要要求就是提高結(jié)構(gòu)中每個(gè)零部件的效率。機(jī)身結(jié)構(gòu)上的少許增加可能導(dǎo)致有效載荷的嚴(yán)重?fù)p失。載荷的損失和燃料承載能力的降低可能導(dǎo)致整體設(shè)計(jì)的失敗。  

　　在旋翼飛機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，輕型材料的使用十分重要，例如UH-60A黑鷹的設(shè)計(jì)（圖1b）。鈦、鎂、鋁和更多的復(fù)合材料被廣泛用于旋翼飛機(jī)的制造中。鈦是Sikorsky旋轉(zhuǎn)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要材料，而鎂是變速器結(jié)構(gòu)的主要材料，鋁是機(jī)身零件的主要材料。復(fù)合材料正更多的被用于葉片、旋翼頭零件和機(jī)身結(jié)構(gòu)中。

　　旋轉(zhuǎn)器零部件和變速器的制造是采用大型金屬坯鍛造而成的。機(jī)身也包含了一些采用鍛造材料的零件，但是，機(jī)身零件絕大多數(shù)采用鋁板。傳統(tǒng)上，使用7000系列鋅基鋁合金來進(jìn)行加工，這是因?yàn)樵摵辖鹁哂辛己玫撵o止力度和疲勞強(qiáng)度。雖然7000系列鋁材料很適合航空應(yīng)用，但是它們不耐高溫。快速加溫，如焊接和激光切割等操作，會導(dǎo)致微裂痕。微裂痕導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度的降低。焊接和激光切割是兩種產(chǎn)生熱致微裂痕的加工。

　　激光切割的優(yōu)勢在于能快速、準(zhǔn)確的將鋁箔加工成不同的形狀，該技術(shù)優(yōu)勢使得激光切割設(shè)備剛實(shí)現(xiàn)商業(yè)化就吸引了許多航空公司。二十世紀(jì)七十年代，主要的制造商對激光切割技術(shù)進(jìn)行了評估，他們發(fā)現(xiàn)，激光加工產(chǎn)生的微裂痕對零件的疲勞特性所產(chǎn)生損害是不允許的。潛在的增重?fù)p害了制造業(yè)的利益，就使得激光切割技術(shù)被主要的機(jī)身制造商們束之高閣。

　　除了微裂痕的問題，人們還發(fā)現(xiàn)激光切割技術(shù)的參數(shù)很難控制，幾乎無法進(jìn)行檢驗(yàn)。在目前的國際制造業(yè)市場，對所有加工和特征參數(shù)的檢驗(yàn)進(jìn)行嚴(yán)格的控制日益重要，因?yàn)檫@些加工工作更多的被外包給外圍的供貨商。

　　質(zhì)量和加工控制是至關(guān)重要的。任何給加工帶來不確定因素的過程都必須加以控制或者直接排除。以往，激光切割給不同生產(chǎn)批次之間的質(zhì)量控制和一致性帶來了巨大的挑戰(zhàn)。 

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