隨著激光加工技術的不斷發(fā)展．激光切割在越來越多的領域中發(fā)揮起重要作用。介紹了國內(nèi)外高功率激光切割技術的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場應用現(xiàn)狀及前景分析，提出了我圜高功率激光切割產(chǎn)業(yè)的技術發(fā)展方向。
1 引言 激光加工技術是融合了光、機、電、材料加工及檢測等學科的復合型先進制造技術。它與現(xiàn)代數(shù)控技術相結合構成的高效自動化加工設備，可以突破許多傳統(tǒng)制造方法無法實現(xiàn)的技術瓶頸，在能源、交通運輸、鋼鐵冶金、船舶與汽車制造、電子電氣工業(yè)、航空航天等國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)揮了不可替代的作用。
目前，汽車、船舶、航空、航天、鋼鐵、能源設備等行業(yè)急需激光切割設備，特別是高端設備，所以提高我國激光切割設備制造水平十分重要。它既可以滿足國內(nèi)市場需求，打破國外在 該領域的技術壟斷，又可以促進我國激光切割技術的進步。實現(xiàn)更高速度、高精度、智能化激光切割將是數(shù)控激光切割技術發(fā)展的目標。
2 發(fā)展數(shù)控激光切割機產(chǎn)業(yè)的重要意義及其市場分析
2.1 發(fā)展數(shù)控激光切割機產(chǎn)業(yè)的重要意義
在高功率數(shù)控激光切割成套設備開發(fā)及制造方面，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，我國激光切割技術及裝備從無到有，已逐步形成一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模。2007年國內(nèi)大型激光切割設備的銷售額達到15億元，在中低端產(chǎn)品方面基本占領國內(nèi)市場，并有部分產(chǎn)品出口。但與美國、歐盟、日本等發(fā)達國家相比，我國的激光切割設備仍然停留在低端產(chǎn)品階段，而且高功率激光器、激光專用控制系統(tǒng)、激光光束傳輸控制、激光切割專有技術等絕大部分核心技術還依賴進口。目前，國際上德國通快 TRUMPF公司、瑞士百超BYSTRONIC和意大利PRIMA等國際知名公司已經(jīng)開發(fā)出大功率、大幅面、高速、飛行光路、多維立體、數(shù)控自動的激光切割機。在高端激光切割系統(tǒng)領域，我國與國際先進水平存在較大差距，產(chǎn)品基本依賴進口，每年不得不花費數(shù)十億元從國外引進相關技術與設備。如船舶制造業(yè)中厚鋼板的激光切割設備、三維立體激光切割設備、有色金屬激光切割設備等，引進價格昂貴、訂貨周期長、售后服務無法及時保證，嚴重制約了我圍困民經(jīng)濟的發(fā)展。并且由于國外在該領域出口對我國有明確的限制，采用許可證制度，嚴格規(guī)定該項技術不能用于軍工、航空航天等領域，因此我國急需突破該項技術。
隨著我國船舶、汽車、航空航天、鋼鐵、發(fā)電設備等行業(yè)的快速發(fā)展，全球制造業(yè)的中心向我國轉(zhuǎn)移，我國數(shù)控激光切割成套設備市場需求年增長速度達到50％以上，數(shù)控激光切割技術更以其柔韌性和靈活性在薄板加工領域逐步取代了傳統(tǒng)加工手段。針對汽車、船舶、航空、航天、鋼鐵、能源設備等行業(yè)急需的激光切割設備，攻克大幅面高精度數(shù)控激光切割的床身機械設計、基于高速切割的直線電機驅(qū)動及相關運動系統(tǒng)、基于5軸聯(lián)動三維激光切割技術、高功率光束傳輸技術、數(shù)控切割軟件、厚板激光切割技術等技術難題，解決高功率激光器、激光傳輸控制、精密機床、數(shù)控系統(tǒng)等核心技術，開發(fā)高速高精度激光切割機、大幅面厚板激光切割機、三維立體數(shù)控激光切割機、航天航空用有色金屬激光器切割機等高性能激光切割系統(tǒng)，對打破國外廠家在該領域的壟斷，實現(xiàn)進口替代，節(jié)約外匯儲備，滿足國內(nèi)市場的需求，積極帶動我國關鍵行業(yè)裝備制造業(yè)的快速健康發(fā)展具有重要意義。另外，還可帶動相關產(chǎn)業(yè)鏈的延伸與發(fā)展，大力推動大功率激光器、光學零部件、導光系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、精密機械加工、精密儀器儀表、電子元器件、計算機軟件等上游產(chǎn)業(yè)鏈的技術進步和產(chǎn)業(yè)升級。
2.2 數(shù)控激光切割機的市場應用現(xiàn)狀和前景分析
高功率數(shù)控激光切割成套設備全球累計擁有量已達35000臺(套)左右，而我國目前高功率數(shù)控激光切割成套設備的擁有量為1500臺左右。隨著裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，我國數(shù)控激光切割成套設備已進入快速增長期，年增長率達50％以上。應用行業(yè)包括：汽車、船舶、航空、核工業(yè)、機械制造、鋼鐵、紡織、石油、激光加工中心等。
在2006年全國激光加工學術年會上，專家們認為：到“十一五”末期，我國每年至少需要1500多臺套高功率數(shù)控激光切割機，到“十二五”末期，我國高功率數(shù)控激光切割機市場需求量將達到10000臺套，其中除了通用激光切割機之外，對高速高精度激光切割機、大幅面厚板激光切割機、三維立體數(shù)控激光切割機、航天航空用有色金屬激光器切割機等高性能激光切割系統(tǒng)的需求也與日俱增。
國外汽車生產(chǎn)過程中，普遍采用三維激光切割機對覆蓋件、門板等進行精確切邊。再采用激光焊接機械手進行高質(zhì)量自動焊接，不僅確保產(chǎn)品質(zhì)量，而且生產(chǎn)效率極高。在樣車開發(fā)和小批量生產(chǎn)中，高度柔性的激光三維切割取代大量的沖孔和修邊模具，不僅節(jié)省大量模具，同時使新車型的開發(fā)周期大為縮短。在歐洲，幾乎所有汽車制造廠在汽車研制開發(fā)和生產(chǎn)中均的采用激光加工。激光制造技術在汽車制造中應用的廣度和深度已經(jīng)成為汽車工業(yè)先進性的重要標志。國內(nèi)已有汽車生產(chǎn)企業(yè)引進激光切割和激光焊接生產(chǎn)線，其他企業(yè)在未來的發(fā)展規(guī)劃中也都有引進計劃。三維激光切割機對提高新車型開發(fā)速度具有重要的促進作用。
