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激光切割機(jī)與水射流切割機(jī)

激光切割和水射流切割是目前最流行的兩種切割方式，但是人們一直沒(méi)有停止尋找更好的切割方式，比如一些精密金屬零件的加工，或者一些新材料的切割，這就需要尋找新的切割方式，獨(dú)特的水射流激光切割技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

水射流切割機(jī)與激光切割機(jī)有哪些區(qū)別和相同之處？

定義

激光切割是通過(guò)機(jī)器產(chǎn)生高功率的激光束，然后照射到需要切割的材料上，激光產(chǎn)生的高溫將被照射的材料熔化或者氣化，從而實(shí)現(xiàn)材料的切割。

激光切割是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，其中涉及到的因素很多，切割前要仔細(xì)檢查切割的內(nèi)容，要注意觀察和監(jiān)控。

在加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止加工并檢查原因，否則會(huì)損壞機(jī)床甚至人身安全，特別是在切割不銹鋼、非金屬材料時(shí)。

激光切割有專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程軟件，零件加工程序的編制一般在離線計(jì)算機(jī)上完成。一些簡(jiǎn)單的工序也可直接在數(shù)控系統(tǒng)的編輯界面上完成，但耗時(shí)較長(zhǎng)，且不能對(duì)復(fù)雜零件進(jìn)行編程。一般不提倡在數(shù)控系統(tǒng)上編制數(shù)控程序，因?yàn)檫@會(huì)占用大量的機(jī)床使用時(shí)間，而且效率低。板材放置在工作臺(tái)上后，重要的工作就是確定機(jī)床工件的坐標(biāo)，工件坐標(biāo)系應(yīng)與數(shù)控編程中設(shè)置的坐標(biāo)系完全一致。

水射流就是用水當(dāng)?shù)蹲?，將水在容器?nèi)加壓到超高壓，然后通過(guò)很小的噴嘴噴射出高壓水流，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的切割；為了增加切割能力，會(huì)用到一些石榴石砂，在水中添加金剛石等磨料，是目前應(yīng)用很廣泛的切割方法。

材料

水射流切割機(jī)對(duì)可切割的材料幾乎沒(méi)有任何限制，水射流在切割過(guò)程中不會(huì)使材料產(chǎn)生熱量，從而避免了被切割材料的熔化、翹曲、彎曲和燒焦；水射流切割的常見(jiàn)材料類(lèi)型包括塑料、橡膠、石材、瓷磚、不銹鋼和其他金屬。

激光切割機(jī)可以切割更廣泛的金屬，包括不銹鋼和碳鋼，以及鋁和各種合金。有些激光器可以切割木材、玻璃或塑料等非導(dǎo)電材料，但激光產(chǎn)生的熱量會(huì)對(duì)一些金屬產(chǎn)品產(chǎn)生影響。

厚度

水射流切割材料的厚度沒(méi)有限制，主要看水射流的強(qiáng)度，壓力越大，切割的材料越厚。

激光切割厚度約100mm的金屬，但切割材料的厚度也根據(jù)金屬而不同，金屬的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)都會(huì)影響激光切割的厚度；激光切割機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于比水射流能以更高的速度切割更薄的材料。

精度與質(zhì)量

水刀的切割寬度大概在0.7mm左右，切割面很薄，有些情況下幾乎達(dá)到機(jī)器的質(zhì)量，但是從切縫的頂部到底部會(huì)存在一些誤差，材料越厚，誤差越大。

激光的切割誤差比水射流小很多，當(dāng)在小部件上切割緊密的幾何形狀或者當(dāng)零件需要緊密嵌套在一起時(shí)，都可以實(shí)現(xiàn)激光切割，而且激光切割可以使切割輪廓的表面更加干凈和光滑，但隨著厚度或速度的增加會(huì)留下一些條紋。

總結(jié)

水射流切割是一種精確且用途廣泛的切割方法，可以切割多種材料和厚度，雖然在某些材料上水射流的速度不如激光快，但它可以提供較高的切割質(zhì)量，而不會(huì)對(duì)材料的熱量產(chǎn)生影響。

激光切割非?？焖俸蜏?zhǔn)確，但這取決于材料和厚度。一般來(lái)說(shuō)，激光的速度和精度非常高。對(duì)于較厚的材料或受熱影響較大的材料，最好采用其他切割方法。

水射流激光切割機(jī)

隨著碳纖維增強(qiáng)聚合物、陶瓷基復(fù)合材料等新材料的出現(xiàn)，這些新材料的加工已經(jīng)成為一個(gè)難題。

水射流切割機(jī)和激光切割機(jī)都存在一些缺點(diǎn)，為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，人們開(kāi)發(fā)了水射流激光切割技術(shù)來(lái)加工此類(lèi)先進(jìn)復(fù)合材料。

水射流激光切割是一種混合加工方法，又稱(chēng)激光微射流。它將激光與“精細(xì)”水射流結(jié)合在一起，水射流（水射流）以類(lèi)似于傳統(tǒng)光纖的方式精確引導(dǎo)激光束，從而實(shí)現(xiàn)切割，水射流持續(xù)冷卻切割區(qū)域并有效去除切割時(shí)產(chǎn)生的碎屑。

該技術(shù)最早應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓切割，隨著技術(shù)的成熟，逐漸拓展到醫(yī)療設(shè)備、鐘表加工、燃?xì)饧皣姎獍l(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、半導(dǎo)體設(shè)備加工、超硬刀具制造過(guò)程中的材料切割等。

激光聚焦后會(huì)形成激光束，在經(jīng)過(guò)加壓水腔時(shí)會(huì)推動(dòng)水向前聚焦進(jìn)入噴嘴，最后激光束隨水流一起從噴嘴射出。

這個(gè)水流里沒(méi)有磨料，所以切割主要是靠激光，水的作用就是利用水柱引導(dǎo)激光不散開(kāi)，聚集激光能量更快的切割，還有就是冷卻、去除碎屑。

從噴嘴到切割工件，激光束不會(huì)發(fā)生散射，而是在水柱中不斷反射，原理上與光纖傳輸類(lèi)似，激光束可在最遠(yuǎn)10cm的距離內(nèi)進(jìn)行引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)整齊的切割縫，無(wú)需再次調(diào)焦或距離控制。

水射流激光切割可以獲得非常高的切割質(zhì)量，對(duì)材料沒(méi)有熱損傷，不會(huì)產(chǎn)生燒傷或熱降解，毛刺更少，表面更光滑，切割邊直且精度更高，有助于保持孔徑的高精度等優(yōu)點(diǎn)，而且水射流可以持續(xù)冷卻切割區(qū)域，并能有效去除切割過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑。

對(duì)于加工商來(lái)說(shuō)，水射流激光切割可以擁有更快的生產(chǎn)速度、更廣泛的加工材料、更高的可靠性和更高的切割質(zhì)量，以及更低的切割成本。

隨著更多新材料的出現(xiàn)，水射流激光切割的這些特點(diǎn)也將得到更加廣泛的應(yīng)用。