高端数控机床打破国外垄断,实现三维五轴激光切割机床国产化

Home / 高端数控机床打破国外垄断,实现三维五轴激光切割机床国产化 - 2022年5月23日 , by

三维五轴激光切割机床被视为高功率激光加工设备皇冠上的明珠,是集光、机、电、气一体化的高端机床装备,是加工异形曲面卫星零部件的利器,代表着目前全球数控机床的最高技术水平。

长期以来,三维五轴激光切割机床一直被国外企业垄断着,但随着我国企业的不断努力,这一局面已经彻底被改变。那么今天我们就来聊聊三维五轴激光切割机床。

三维五轴激光切割机床可以应用于汽车行业、模具行业、军工及航空航天行业、家用电器行业以及异型管材类切割,例如三维异形曲面的切孔和修边,可用于代替冲孔模和修边模。

三维五轴激光切割技术在上个世纪90年代就已经开始研制了,随后市场基本被德国Trumpf(通快)、意大利Prima这两家企业垄断。2008年以后,日本NTC、Mitsubishi研发出具有低加速度、低速度、高精度特点的,工作台移动式的三维五轴CO2激光切割机。总之,这一市场被欧洲和日本等企业完全占据着。

其实在早期,三维五轴激光切割机主要用于研发及小批量试制,例如对冲压成形的三维零件进行修边、切孔,取代传统的修边模和冲孔模,缩短新产品研发周期,降低制造成本,所以每年的市场销量非常有限。但随着汽车热成形技术的出现及应用,改变了这种供需局面。

目前,在汽车的制造过程中,会使用大量的热成形钢板,例如前后门防撞梁、前后保险杠、A柱、B柱、地板中通道、车窗及门板加强筋、车顶加强梁等部位。钢板热成形技术指的是,先将钢板经过950℃的高温加热后一次成形,然后迅速冷却,这样可以提高钢板的强度,屈服强度能达1000Mpa以上, 每平方厘米能承受10吨以上的压力。这样的钢板用在车身上后,不仅车的重量没有增加,其承受力还能提高30%,大大增加了安全性。

但是由于钢板强度太高,形状复杂,传统冲压工艺无法进行修边和冲孔,只能使用激光技术,这就使三维五轴激光切割机床进入汽车生产线,并且因其具有生产效率高、性能稳定等特点,成为不可替代的生产工艺及工序。

一般来说,每条汽车热成形生产线需要配备4-5台三维五轴激光切割机,而全球有近450条这样的生产线,需要配套的三维五轴激光切割机达到了2000台左右。目前国内有热成形生产线170条左右,需要配套三维五轴激光切割机约700台。

另外,现在已经有部分厂商,使用屈服强度2000Mpa的钢板制造汽车,所以,三维五轴激光切割机产品在汽车生产过程中,将会得到更加广泛的应用。

大家都知道,中国是汽车生产以及销售大国。2021年,我国的汽车产量是2608万,汽车销量是2140万辆,拿下世界双料第一。可见,三维五轴激光切割机必须实现自主可控才行。

之前就是因为受制于激光切割头等核心技术的不足,过去三维五轴激光切割设备市场一直被国外厂商占据着,国内汽车行业企业深受其“高价、交货周期长、售后服务成本高”的困扰。

好消息是,在这一领域,已经出现了多家优秀的国产企业。例如华工科技。

华工科技历经十年科研攻关,在2017年9月推出了国内首套汽车热成形件三维五轴光纤激光切割机AUTOBOT奥博3015,这样研究成果获得力2018年湖北省科技进步一等奖。

首套三维五轴热成形件激光切割装备成果填补了国内高端装备的空白,为中国汽车制造业发展带来了重大突破。

目前,经过多年发展,华工科技的三维五轴激光切割装备已升级至2.5代,爆款进一步改进了切割头、浮动轴结构,使得综合切割效率提升20%,旋转工作台单次变位节拍由3s缩短至2.5s,各项性能得到进一步提升。

目前,华工科技的三维五轴激光切割机床已经应用到沃尔沃、吉利、长城等20多个汽车品牌的生产线中,同时在去年12月15日,还成功出口到印度,进一步说明了三维五轴激光切割机床的新能已经达到国际先进水平。

三维五轴激光切割机床实现国产化,不仅满足了国内企业的需求,同时还使得国外同类产品的价格下调了20%以上。

当然,除了华工科技以外,还有大族激光、楚天激光、宏山激光、奔腾激光等一批优秀的国内企业,研发出多种高水平的三维五轴激光切割机床。

例如,大族激光三维五轴激光切割设备参与了我国航天事业的发展中发挥了巨大的作用,楚天激光研发的三维五轴激光切割设备整机实现了完全自主知识产权,主要核心部件全部实现国产化等等。

所以,我们可以相信,未来,中国制造的三维五轴激光装备一定能够走向国际的舞台,跟国外企业同场竞技,抢占先进激光切割设备的全球市场。

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