三維五軸激光切割機床作為切割復雜曲面三維件的激光加工設(shè)備,，在歐洲,、日本已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，而且市場需求越來越大,，20世紀70～80年代，歐,、意,、日等國家已相繼開發(fā)三維激光切割機，技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟，機床原始定位精度也達到10um級,，是一種能真正地對三維件進行精密激光切割加工的高端設(shè)備,。
然而，由于我國激光加工設(shè)備起步較晚,，尤其是三維五軸激光切割機床的制造幾乎還是空白,。長期以來，國內(nèi)高端三維激光加工市場一直由國外廠家壟斷,，銷售價格和維護成本也非常昂貴,。為適應(yīng)國內(nèi)對三維激光加工越來越龐大和戰(zhàn)略性地市場需求，大族激光在2010年就積極地對三維五軸機床進行了研發(fā)試制,，并取得了突破性進展,。
圖1 三維五軸激光切割機床
三維五軸激光切割機簡介
三維五軸激光切割機（圖1）主要適用于航空航天、汽車制造,、工程機械,、模具、健身器材等領(lǐng)域的碳鋼,、不銹鋼,、鈦合金、鋁合金等材料的三維精密柔性加工,。該設(shè)備具有以下特點：
?、鸥呒荦堥T式結(jié)構(gòu)，橫梁移動,，擁有充分的加工空間,。
⑵光纖激光器電光轉(zhuǎn)換率高,，比相同功率CO2激光器能耗低60%,，免光路維護，激光器無氣體消耗,，設(shè)備運行成本低,。
⑶三維頭實現(xiàn)n×360°無限旋轉(zhuǎn),，從切割到焊接,，加工頭快速更換，無需調(diào)節(jié),，提供更穩(wěn)定的加工,。
傳統(tǒng)三維件的加工方式不僅效率低下，而且切割效果也很粗糙,，還經(jīng)常因為達不到切割精度而造成工件報廢,。采用三維五軸激光切割機床,，不僅切割精度高，而且切割端面質(zhì)量光滑,，配備三維離線編程軟件,，結(jié)合穩(wěn)定可靠的工件夾具,，對客戶的批量化工件可以真正做到一次編程,、無限切割，保證工件品質(zhì)的始終如一,。
大族激光在三維五軸激光切割機床研發(fā)立項之初,，就前瞻性地提出采用新興的光纖激光器，相比市場上普遍搭配的CO2激光器,，具有無可比擬的節(jié)能優(yōu)勢和維護優(yōu)勢,。同樣功率的激光器，光纖激光器要比CO2激光器電耗低60%,，且沒有激光器氣體消耗,，光纖激光器也幾乎無需光路維護。大族激通過提供最前沿的激光加工系統(tǒng)解決方案與及時高效的本地化服務(wù),，為用戶創(chuàng)造最大價值,。
經(jīng)過幾年的沉淀，大族激光在三維五軸柔性機床標準機型的基礎(chǔ)上,，針對不同的客戶需求,，已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)了定梁—工作臺移動、懸臂式等結(jié)構(gòu)形式的三維五軸激光切割機床以適應(yīng)不同行業(yè)的需求,，并且都已經(jīng)實現(xiàn)順利投產(chǎn),。同時在機型的配置上，還可以為客戶提供“私人定制”服務(wù),，配備電動工作臺,、平板和三維件切換工作臺、數(shù)控旋轉(zhuǎn)臺,、全封閉式集成防護罩,、環(huán)保型除塵器等以適應(yīng)客戶的個性需要。
加工實例
三維五軸激光切割機加工技術(shù)在現(xiàn)代汽車零部件制造中的優(yōu)勢已成為現(xiàn)代汽車制造不可或缺的技術(shù),，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工切割+沖裁模制造方式已成為國際上大力發(fā)展的一項先進技術(shù),。
眾所周知，在模具的制作過程中,，修邊,、沖孔工序一直是模具制造過程中的難點，特別是一些結(jié)構(gòu)復雜的斜切,、斜沖,、斜翻等大型汽車模具,。修邊線如果采用傳統(tǒng)的制作方式的確十分困難，且需反反復復摸索幾次甚至十多次,，給鉗工,、加工設(shè)備帶來了極大的工作量。不但對鉗工的技能水平提出了較高的要求,，而且會嚴重地影響后工序模具的調(diào)試,。且現(xiàn)實中有很多修邊、沖孔模的切刃材質(zhì)從成本上考慮采用了合金鋼,，如Cr12,、Cr12MoV等。如果采用傳統(tǒng)的修邊模制作方法,，就難免會對刃口進行多次堆焊,。由于諸如上面的材料在進行多次堆焊的過程中，容易開裂而致使鑲件報廢,，不得不重新補料再加工,。這樣，不但周期會被滯后,，而且模具的制作成本也會大幅增加,。
如果采用三維五軸激光切割機，在開發(fā)汽車零件時,，拉延模樣件試模成功后,，就可以用激光切割來替代修邊、沖孔工序,，把切割所得的樣件直接用于下一道翻邊工序進行試模,，把所得的最終樣件與檢具進行比較，如果有差異,，通過計算機對上次的修邊線進行修整再次切割,，直至成功。圖2所示為典型的三維五軸光加工零部件,。
整個過程節(jié)省了兩道工序,，完全改變了傳統(tǒng)的單線串行制作方式，很大程度上縮短了工藝流程和降低了模具制作成本,?；谌S五軸激光切割機加工技術(shù)在現(xiàn)代模具制作的過程中有著這樣明顯的優(yōu)勢，因此,，倍受很多模具企業(yè)的青睞,，并得到了廣泛、成功的應(yīng)用,。
結(jié)束語
隨著科學技術(shù)的進步,，三維五軸激光切割機床的成功研制,，真正代表我國光學加工工藝技術(shù)得到進一步發(fā)展。三維激光切割機的開發(fā)研制,，打破了我國金屬板材激光切割立體加工長期受制于德,、意、日等發(fā)達國家壟斷的被動局面,。同時取得了重大技術(shù)突破,，從而使我國擺脫了該設(shè)備對進口的依賴，大大縮短了我國汽車,、航天航空設(shè)備,、儀器儀表,、金屬模具,、高檔電氣設(shè)備主件等立體設(shè)備的制造周期，提高勞動效率,，降低生產(chǎn)成本,，對推動我國裝備制造業(yè)的發(fā)展振興將發(fā)揮無可替代的作用。