三维激光加工技术的发展趋势

　　尽管三维激光设备成本高、一次性投资大，但三维激光技术势必在我国制造业中发挥越来越大的作用，而且三维激光加工技术在我国还有很多地方值得继续深入研究和发展。

　　1.高精度、高速度、高柔性

　　尽管受到“热(光)加工”方式的限制，激光切割的精度跟数控铣等其他数控加工方式相比还有一些差距，但这并不影响其应用，其精度可以通过提高设备性能和选择适当的工艺参数等方式获得提高。在速度方面，虽然激光切割速度每分钟可达几米甚至十几米，但在大批量生产中，则不及金属冲压模具，为了提高生产效率，必须提高机床加工速度，不过在实际的正常速度运动下，如果速度过高，在实现加、减速和变换运动方式时，加速度势必很大，则可能产生很大的惯性力，所以既要获得高速又要减小惯性力，就要尽量减少运动部分的质量。

　　2.低成本

　　激光设备昂贵的原因在于首先是激光器的价格不非，目前我国自研的激光器其光学模式很难达到基模，不能胜任三维切割，大部分仍需进口，华俄的三维激光切割设备就是采用的进口IPG光纤激光器;其次我国目前还未掌握制造三维激光设备的核心技术(如切割头);再次，对于加工软件的研究及开发也不是很多。只有设法降低设备成本，掌握其核心技术，该技术才能大规模应用于汽车、航天航空制造等领域。

　　3.智能化

　　三维激光切割中，不仅仅要考虑激光光轴的位姿、离焦量等因素，有时候还会出现工件或夹具跟激光头产生干扰或碰撞问题，现在某些软件能使机床实现半自动或全自动的干涉避让(比如Tebis的五轴激光切割模块)。对于切割轨迹的输入，技术比较成熟的做法是示教，其缺点是费时费力而且精度不高。三维零件在加工之前往往有特定形状且不规则，实际上由于重力等因素影响，其形状可能跟原先设计有一定出入，所以三维零件的激光加工要实现CAD直接到CAM这一步尚需时日。

　　4.高集成化

　　由于单台激光设备一般都价格昂贵，所以功能多样化一直是激光设备发展的一个方向。现在一般三维激光设备上都没有较为成熟的集成切割、焊接、表面处理等多种激光加工手段。虽然有些设备既能切割也能焊接或打孔等，但是会侧重其中一种加工方式，弱化其它功能。由于各种加工方式对设备的要求不一样，其配套设施就有很大不同，对于工厂来讲，基本上都是专机专用。“高集成化”是一个相对概念，一台设备上不可能集成太多的加工方式，各加工方式所配备的装置集成到一起容易互相干扰，而且这些装置因其专用性很强，集成后价格更为昂贵。

　　5.理论研究

　　由于激光切割的复杂性，目前还没有比较完整的三维切割模型。对于激光加工来讲，建立激光切割工艺参数数据库及专家系统是必不可少的。