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DMG激光加工应用于航空制造业

导读: 在航空航天领域,激光加工发挥着极其重要的作用,并有望在未来替代很多现有的传统技术手段。

  在航空航天领域,激光加工发挥着极其重要的作用,并有望在未来替代很多现有的传统技术手段。

  激光是20世纪的重大发明之一,自1960年问世后很快在现代科学技术各个领域发挥了独特的作用,随着对有关基本理论研究的不断深化,各类激光器件不断发展,从而使其应用领域也不断拓宽,应用规模逐渐扩大。如今激光技术已经在工业、农业、医学、军工、通讯和科学研究等领域得到了广泛的应用。

  激光具有很多优异的光学特性,如高方向性、高亮度、高单色性以及高相干性等,在机械加工领域,激光已经可以完成如激光雕刻、切削、焊接、打孔、激光热处理(淬火)和激光测量等加工,已经占据了不可替代的地位。

  激光加工 优势彰显

  相比用传统加工手段,激光加工的效率明显提高,如对航空发动机叶片和燃烧室成千上万个形状各异的孔的3D加工,比传统EDM加工效率至少提高5~8倍;其次,激光加工成本很低,EDM加工需要电极的大量消耗,花费很多使用成本,而激光加工是非接触加工,无任何刀具、电极等费用;第三点,激光加工质量稳定性高、一致性好,EDM在加工时会有电极损耗,需要经常更换电极,由此会造成因更换电极造成的质量稳定性低,而激光加工是非接触式加工,激光稳定性高,从而全面保证加工质量;激光加工材料范围很广,激光除了可以加工航空高温合金、钛合金等金属材料外,也可以加工陶瓷、碳纤维,甚至玻璃等新型航空材料,弥补了传统工艺的不足;最后一点,激光可以用于加工微孔或微槽,某些零件的形状既小又复杂,即便是用最小的刀具也无法进行理想的加工,或者根本没有这么小的刀具,而采用激光加工,光斑直径可小至20μm,加工该尺寸的切缝或微孔。

  尤其是对于技术发展迅猛的航空航天领域,激光加工发挥着极其重要的作用,并有望在未来替代很多现有的传统技术手段。在航空航天金属加工领域,主要采用激光进行加工的部分有:

  (1)航空航天发动机的动叶片、静叶片表面冷却孔的加工;

  (2)航空航天发动机的燃烧室、燃烧环、隔热屏等部件的异形孔的加工;

  (3)航空航天电控部件的精密激光切割,对于厚度0.1mm的不锈钢薄板,可以加工20μm的切缝;

  (4)航空航天密封环的表面激光铣削。

  德马吉(以下简称DMG)在德国的Sauer工厂早在20世纪80年代就已经开始对激光成形加工技术进行研发,并取得了卓有成效的研制成果。其研制成功的5~7轴激光加工中心得到了机械加工行业的认可,并有幸被陈列在世界最大的综合性博物馆——德意志博物馆的机械馆最醒目的位置上,以记载DMG对激光应用技术所做出的杰出贡献。

  DMG的激光加工设备属于激光精细加工类设备,加工工艺包括激光铣削、精细切割、焊接以及打孔等,但又不同于钣金生产用的大功率激光切割机,是以小尺寸零件的精密成形加工为主。

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