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            激光加工模具鋼材的潛力與可能性

            May,04,2022 << Return list

            經歷了多年的快速推廣和發展,激光加工技術的用途和能力如今已普遍被認識和挖掘。但如果有人說激光幾乎是萬能的加工工具則言過其實了。激光具有高能量,利用這個聚焦的熱能與材料發生作用去實現標刻、切割、焊接等效果。實際上我們的整個制造業里采用了可能幾百上千種工藝,激光制造能實現的只是其中很小一部分,特別是一些拉伸、折彎或者沖壓成型,又或者是特殊定制造型的產品,并非激光能解決,而且激光常常只是開料加工至半成品。更多的產品、成品批量生產是采用了模具生產。



            我國模具產業規?,F狀



            模具其實已經有數千年的歷史,以定制一個??梢源笈孔龀龀叽缈钍酵划a品,如今在食品、塑料、五金、汽車、電子產品等幾乎無處不在,我們肉眼可見的絕大部分生活用品、工業產品,其實都是通過模具生產出來的,可以說模具是推進了社會進步的一個重要助推器。



            每年在制造業里都會有大量各種各樣的模具需求,市場規模達數千億元。模具制作的費用與其尺寸大小相關,另外也與產品結構工藝和模具制作難度相關,一般而言越大、結構越復雜的模具費用就越高。模具的使用是具有周期和壽命的,同一套模連續生產會產生磨損,一旦磨損較大則導致產品規格出現偏差,則意味著模具即將報廢;另外,商家如果是升級推出新品,取代了舊款產品,則舊模具將被閑置,也意味著最終會被廢棄。



            據了解,2021年我國制作各類模具超過2400萬件。近年來由于人工成本較高,自動線模具大受歡迎,并掀起了新一輪的模具升級替換需求。我國每年都會制造大量的模具,其中有鋼材模、銅模、鋁模等,占大部分的還是鋼材模具。



            模具鋼材的切割需求量大



            鋼材模具常見的包括沖壓模、鑄造模等,材料主要是合金工具鋼,比如沖壓模材料主要由A3、45#、 Cr12、Cr12MoV、SKD11等。模具鋼要經過CNC銑床磨床加工、雕刻等十幾道工序,最終做成產品定型模。但是最初加工前的材料,又稱為鋼胚,是方形或者圓形的鋼材,根據產品具體尺寸,鋼胚的厚度從20mm至70mm甚至100mm都是常見的。



            模具鋼材的切割加工需求是十分巨大的。目前對于模具鋼仍然采用的是最傳統的砂輪切割或者線切割,對于一些圓形的鋼胚采用的是圓盤鋸。小鋼胚從下單到交付至少2-3天,效率非常低下,極大影響了產品進度。



            模具不屬于重工業,它算是配套產業,是基礎工業產品,在制造業發達地區往往模具產業都較為發達。如今模具行業也正在尋求技術升級,更快的加工速度,更優的加工質量。



            (圖片拍攝于某模具廠,來源于特域機電)



            激光加工模具鋼材可能性



            如今激光在金屬加工領域已經十分普及了,特別是碳鋼、不銹鋼、銅鋁、有色金屬等均用上了激光的切割、焊接。隨著激光器的突破和配套產品的提升,近些年激光切割加工已經快速把功率提升了幾個檔次,從幾千瓦到如今3萬瓦。鋼板切割能力也從以前的10mm上下提升至100mm。激光切割能力的快速提升對于常見的厚金屬板材加工是個極大的福音。



            模具合金鋼屬于硬質材料,不同于普通碳鋼,合金鋼添加了一些其它元素,如鎳、



            鉻、鎢等,這些元素的耐熱能力不一樣。激光切割屬于熱加工技術,鐵盒其它元素對高溫的耐受程度不同,導致合金鋼切割效果不一致,或者不容易燒穿切透。



            合金材料采用激光切割有一定的難度與挑戰,但并非不可能。大部分合金鋼都可以用激光切割,刃口質量好。但鎢含量高的工具鋼和熱作模具鋼在激光切割時會產生腐蝕和夾渣,有時需要二次輕微打磨處理。



            目前模具鋼材采用激光切割極少,后續應用開發的空間非常大,尤其是激光已經可以輕松切割70mm的普通鋼板,需要設備廠家、專業技術人員繼續探索嘗試,只要工藝參數掌握恰當,也能切出平直無渣的切邊。超高功率激光將會在模具鋼材開辟一片廣闊的天空。



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