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激光切割是激光加工領域中應用最早、使用最多的應用技術，占整個激光加工領域的70%以上，激光切割機在機械、汽車、航空航天、輕工紡織、食品醫療等行業應用廣泛。傳統的激光切割平面切割為主，隨著激光切割技術的發展，自由曲面三維工件的加工逐漸成為可能。從1979年世界上第一臺五軸CO2激光切割機在Prima公司問世以來，三維激光切割機即以柔性強、精度高、工裝設備需求少、生產準備時間短等優點受到諸多青睞，目前廣泛應用于汽車、機械制造、航空航天等領域對三維工件有加工需求的生產中。
一、三維激光切割機的種類
為保證加工質量并高效利用激光束能量，三維激光切割過程中，切割頭在沿預設的空間軌跡運動的同時，其激光光軸須始終與被切割工件表面垂宜。因此,三維激光切割機通常至少需要具有5個軸，即三個直線運動軸（X、y、z軸）和兩個旋轉軸（A'B'C軸中的兩個）。目前，商業市場的三維激光切割機有龍門式和機器人式兩種基本結構。前者通常由床身或工作臺提供X、y、z軸直線運動，切割頭提供其余兩軸旋轉（或擺動）運動；后者采用光纖傳輸（或內含反射鏡的關節臂）與機器人連接，實現三維激光切割。
大功率激光器是激光切割設備的關鍵配件,根據使用激光器的種類不同，三維激光切割機通常也分為光纖激光切割機、CO2激光切割機和YAG激光切割機三類。目前，商業市場的三維激光切割機以光纖激光切割機和C02激光切割機為主。
二、國內外研究現狀
相比CO2激光切割和YAG激光切割,光纖激光切割在切割效率、光電能轉換效率、光路結構、維護成本、切割精度等方面均具有_定的優勢，近些年來，光纖激光切割機發展迅速，已逐漸取代傳統的co2激光切割機,成為新的市場主流。目前，國外生產三維光纖激光切割機的知名廠商主要有德國Trumpf公司,意大利PrimaPower公司，美國PREISER公司，以及日本小松公司、NTC公司、小池公司‘Mitsubishi公司、AMADA公司和MAZAK公司。
我國工業激光的起步較晚，商品化的激光切割機技術的研究與發達國家相比有較大差距。隨著國家將激光加工技術列入重點科技攻關項目，國內興起了一股熱潮，越來越多的企業及科研院所開展了相關技術的研究。
目前,在主要技術指標方面，國產三維光纖激光切割機產品與國外主流產品相差不大。
2、三維CO2激光切割機
C02激光切割機目前常用于厚度不超過12mm的不銹鋼和厚度不超過25mm的非金屬材料的加工，在汽車內外飾工件以及其他行業的非金屬件的切割加工中有比較廣泛的應用。目前，國外生產C02激光切割機主要廠家有德國Trumpf公司,意大利PrimaPower公司，以及日本小松公司、NTC公司等。
目前，國內CO2激光切割主要應用于二維切割機產品，暫未有產品化的三維CO2激光切割機產品。
三、發展趨勢
1、高功率化。提高激光器的功率可提高加工能力和效率，降低加工成本。隨著激光器成本的下降,三維切割機主流產品的功率已由幾年前的2kW、3kW提升至4kW、6kW,現在也已出現了萬瓦級產品，相信未來幾年，萬瓦級產品將成為市場主流。
2、高速高精度。提高定位速度和定位精度有助于提高機床加工效率、滿足工程機械及其他高附加值產品的性能要求、提升產品競爭力。目前,切割機主流產品的定位速度為100m/min,而高速切割機的定位速度最高可達280m/min。
3、智能化。操作的自動化、智能化是工業4.0、智能制造的要求。越來越多的企業注重機床的智能化,如開放式系統、自動排料、自我故障診斷、工藝數據的智能管理、遠程控制等。
4、功能多樣化。拓展機床的加工范圍可增大機床的柔性和適應能力，進而提升產品的競爭力。國外不少先進三維切割機產品具有較寬的工藝范圍,滿足多類焊接、切割加工的需要。
在我國工業領域從傳統加工向高端制造轉型的大背景下，激光切割行業將保持高速發展的趨勢。未來三維激光切割機將向高功率化、高速高精度、智能化、功能多樣化等方向發展。目前，與德國、日本、意大利等發達國家相比，我國無論在三維激光切割機產品方面，還是在激光切割頭、高功率激光器等核心零部件方面,亦或在激光切割機理研究、高性能數控系統研發等關鍵技術領域,均存在較大差距,需要科技人員不斷進行深入研究。
