激光表面硬化技术在模具制造中的应用
激光表面硬化技术在模具制造中的应用,利用激光表面处理技术能使低等级材料实现表面改性,达到件制造低成本与工作表面的佳组合,具有可观的经济效益和社会效益.激光硬化依靠材料基体的热传导进行自冷淬火,无须冷却介质和相关配套装置,成本低,且对环境无污染.激光表面硬化处理后的件表面硬度比常规淬火硬度提高15%~20%,硬化层深度通常为0.3~0.5mm,若采用更大功率的激光器,可达1mm.激光硬化的热影响区小,淬火应力及变形小,后续加工余量小,甚至有些工件经激光处理后可直接使用.
激光束的能量可连续调整,并且没有惯性,配合数控系统,可以对形状复杂的件和其它常规方法难以处理的件进行局部硬化处理,也可以在件的不同部位进行不同的激光硬化处理.正因为激光表面处理的上述特点,它特别适用于常规硬化处理(如渗碳和碳氮共渗淬火、氮化及高中频感应加热淬火等)所难于实现的某些件及其局部位置的表面强化处理,因此在模具制造中具有优势:可实现用低档模具钢或铸铁替代模具钢;用国产模具钢替代进口模具钢;可对模具实行增强性修复(再制造工程),降低模具制造成本.在模具制造中应用激光表面硬化技术,可以集设计、材料选择、制模、检验、修复等技术于一体,大幅度缩短设计制造周期,降低生产成本,变革模具制造方式,终整合提升整个模具产业水平.这些优点无论在技术性还是在经济性及服务性上,都是现有传统技术所无法比拟的.
激光加工的好处
(1)激光功率密度大,工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化,即使熔点高、硬度大和质脆的材料也可用激光加工;
(2)激光头与工件不接触,不存在加工工具磨损问题;
(3)工件不受应力,不易污染;
(4)可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工;
(5)激光束的发散角可小于1毫弧,光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级,因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工;
(6)激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结激光切割设备合,实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度;
(7)在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工.
光纤激光切割在排版时需要注意的问题
共边切割：将两种或以上的零件共边成一个组合，大批量的规则图形尽量共边，共边切割可以大大缩短切割时间，还能节省原材料。
零件碰撞：为使生产效率大化，许多激光切割设备都是24h连续运转，并且使用无人操作的自动化上/卸料装置，撞到切割完成的倾翻零件而造成切损坏和生产中断，带来较大损失。这就需要排序的时候注意：①选择合适的切割路径，绕道已割好的零件，减少碰撞。②选择较佳的切割路线，减少切割时间。③自动或手动将多个小零件用微小连接结合起来，切割完后，卸下的零件，能轻易将微小连接断开。
余料处理：切割完零件后，工作台上的骨架状余料需要尽快的撤下，以方便后续的切割作业。对于不具有自动卸料装置的激光切割设备，可以将骨架状余料切割成小块，以方便快速移走。从而避免了操作者因搬动沉重且边缘锋利的余料所造成的人身伤害。