Whitney公司常常應(yīng)客戶的需要，進行新材料或特殊材料的光纖激光切割檢測與評估。Whitney公司已經(jīng)對航空航天業(yè)中使用的鋁及不銹鋼、轉(zhuǎn)子中使用的磁性材料以及地板業(yè)中使用的鋅板以及許多其他材料進行了測試。本文介紹的是，與非熱加工工藝相比，光纖激光器在切割上述材料時的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，以及與CO2激光器相比在切割高反材料時的優(yōu)勢。
客戶常會帶著他們在航空航天、倉儲設(shè)備制造、建筑與施工、交通等不同行業(yè)及部分特殊定制中需要使用的特殊材料找到Whitney進行測試。盡管這些材料從未使用光纖激光器進行切割，客戶依然期待光纖激光器能夠勝過他們目前所采用的工藝。
墊片的成功應(yīng)用
Whitney近期測試了一種層壓材料，用于制作航空航天業(yè)所用的墊片，該材料的基材為0.762mm，上面層壓了幾層0.076mm的層壓材料，墊片的總厚度為1.524mm。Whitney對不銹鋼材料及鋁材墊片進行了測試。
“為了使墊片的厚度達(dá)到要求的精度，客戶可能還需要剝離一兩層層壓材料，使墊片能夠精確地配合安裝空間”，Whitney全球銷售及產(chǎn)品專員Dale Bartholomew表示。
以前墊片是機械加工生產(chǎn)的。“機械加工的問題是速度太慢了。”Bartholomew稱：“而且機械加工很容易會使部分層壓層受到破壞，例如最上面一層會剝落。”于是，成本問題及機械加工生產(chǎn)墊片帶來的問題使客戶尋求更好的解決方法，嘗試用光纖激光進行切割。
Whitney首先測試切割了小樣片以確定切割參數(shù)，然后進行了實際部件的切割測試。Whitney用多種方法進行了測試，也包括從層壓層正面和背面分別切割時哪種方式能獲得更好的切割效果。
“另外就是要精確地設(shè)置參數(shù)，已確保不會把切割邊緣焊接在一起，這是切割薄板時要特別注意的”，Bartholomew表示。“如果切割邊緣被焊在一起，你就無法剝離層壓層了。”
Whitney用各種不同的參數(shù)測試了大量樣件，從層壓層正面切割、背面切割、不同的切割速度，最終確認(rèn)光纖激光器能在避免焊接切割邊緣和破壞層壓層的情況下對墊片進行切割。“這種情況下，我們的切割速度，從鋁質(zhì)墊片背面切割時，可以達(dá)到22.86m/min，對不銹鋼墊片切割時，速度可以達(dá)到3.048m/min，”Bartholomew說道。
盡管Whitney已經(jīng)證明了光纖激光器可以切割墊片，但航空航天行業(yè)客戶自己必須進行一些測試。“他們擔(dān)心疲勞性能，”Bartholomew說道。“由于這些材料通常不用典型的熱加工切割，就必須測試切割工藝中的熱影響是否增加故障的可能性。很明顯通常采用的機械工藝不會產(chǎn)生熱影響。”
那么，切割薄片材料時光纖激光切割機需要如何做呢？“其實你需要做的是如何連接激光光束傳輸系統(tǒng)，”Bartholomew表示。“不同的光束直徑、準(zhǔn)直長度，鏡片和焦距組合在一起會影響光束對材料的作用。調(diào)整好參數(shù)才能正確應(yīng)用。”
所有的因素會產(chǎn)生綜合作用，他補充到。“適合某種材料的參數(shù)或許在切割另一種材料時就需要進行調(diào)整。對于薄片材料，功率和聚焦鏡是最重要的因素。”
磁性材料
Whitney近期剛完成測試的另一種材料，是用于制造電機和發(fā)動機轉(zhuǎn)子的層狀金屬中的磁性不銹鋼。零件具有復(fù)雜的外形，材料厚度僅有0.0635mm，對容差有極為嚴(yán)格的要求。切割的每一片都必須精確地相同，然后再根據(jù)制造商的需求在兩片之間放入其他材料。
零件采用沖壓而成，需要精密的模具。“客戶正在尋求一種小批量切割工藝。”Bartholomew說。“因為沖壓的模具可能會非常昂貴，所以他們希望能夠找到一種不需要太快，但是操作成本更低的方式。”
通過對標(biāo)準(zhǔn)光纖激光器的參數(shù)調(diào)整，Whitney成功地對磁性材料進行了切割，速度可達(dá)10.16m/min。調(diào)整的參數(shù)包括功率、速度及焦距。輔助氣體壓力和噴嘴類型也被進行了優(yōu)化，用以取得最快的切割速度和最清潔的切割工藝。
光纖激光切割的挑戰(zhàn)不在于切割本身，而在于應(yīng)用。“材料本身的磁性不能被改變，”Bartholomew說道。“因為那將改變不銹鋼片跟馬達(dá)及磁場的相互作用。同樣，加工時材料表面的熱輸入將影響材料的結(jié)構(gòu)，進而影響磁性。” 客戶正在測試其性能來確定用光纖激光器切割是否可行。
成型地板
Whitney近期進行光纖激光器測試的第三種材料是純鋅板。要求測試的客戶用純鋅板制作線框，在制作花紋地板時用來固定瓷磚。切片厚度為6.35mm，寬度為3.175mm，具有復(fù)雜的形狀。
通常，水刀用來切割線框但是這種工藝比較慢，大約0.3556 m/min。Whitney用光纖激光器切割鋅板時，速度可以達(dá)到10.16m/min。
