曩昔，进步激光功率被视为进步加工功率最直接最有用的办法，但在6万瓦激光切开机发布后，业界发起了功率是否到顶的评论。飞跃激光总裁吴让大以为：6万瓦现已具有全面替代等离子、火焰切开的才干，再高的功率对切开功率和切开才干奉献现已不那么显着，反而会进一步添加用户的本钱，也会进一步添加能耗。但范畴对功率的寻求是无止境的，假如功率现已触及天花板，还能通过什么办法来进步加工功率呢？

  这一问题并未困扰笔者太长时刻。不久前，笔者造访了飞越激光，并通过飞越激光对床身的改善得到了一些启示。

  飞越激光是一家专业从事高精细激光技能运用开发的高新科技企业，在高精细激光切开、焊接、打标等激光运用范畴多有建树。飞越激光总经理刘总介绍，他们从上一年开端引进了碳纤维横梁，这种横梁从表面上看具有强度高、不变形、分量轻的特色，在实践运用中还能起到十分显着的提速降本作用。

  众所周知，横梁是龙门式机床的要害部件之一，横梁自身的静态和动态特性决议了龙门式机床的整机功能，关于机床的加工功率、精度和安稳性都有重要影响。现在机床的横梁选用金属制造，首要是钢铁和铝合金铸造。

  钢铸横梁具有安稳性好，精度高的长处，但因为自身分量过高，一般运用于对速度要求不高的机床。要完成高速和高加快度，需求电机匹配很大的功率和扭矩。当动态特性匹配超越极限时，无法进一步进步。为了给横梁减重，人们开端选用铝合金横梁，但铝梁分量依然偏大，对速度和加快度进步有限，且铝合金资料模量低、偏软、简单变形、热胀系数大，精度易受温度改变影响。因而，铝合金横梁往往3－6个月就需从头调校。

  而碳纤维横梁的分量是钢制的1／4～ 1／5，是铝合金制的1／2～1／3，这种轻分量资料让进一步进步机床运动速度和加快度成为可能。据刘总泄漏，在引进碳纤维横梁后，飞越激光研制团队通过很多尽力，已将曩昔精细切开机床遍及为0．8g－1g的加快度进步到2g，在加快度翻倍的一起精度也从曩昔的丝级进步到μ级。

  除了速度进步外，刘总还说到碳纤维横梁给飞越激光带来的降本优势。根据分量轻的优势，碳纤维横梁运动惯量小，对齿条、电机的要求大幅下降，一起也让床身完成了减重。前面说到，钢梁、铝梁要完成高速和高加快度，需求电机匹配很大的功率和扭矩。而在坚持加快度功能不变的状况下，碳纤维横梁能够有用下降床身、齿条、电机方面的本钱，用一般的电机也能到达1g的加快度，且精度能够大幅进步。

  此外，更高速度和加快度是工业范畴永久的寻求。假如选用钢梁、铝梁，进步加快度往往会献身精度，而进步精度则往往会献身加快度，二者难以分身。假如要同步进步精度和加快度，则需求额定支付巨大的本钱收购功能愈加强壮的电机、齿条等，乃至这些添加的本钱还会高于设备给用户发明的价值，用户不会为之买单。刘总表明，小微民营企业无法去做成功率低且用户未必认可的投入，这对企业而言危险过高，但碳纤维横梁让进步加快度的成功概率大幅进步，且完成的本钱也比之钢梁、铝梁大幅下降，因而飞越激光现已全面选用碳纤维横梁，完全抛弃了金属横梁。

  对终端用户而言，碳纤维横梁相同也能起到十分显着的降本作用。当机床加快度从1g进步到2g时，意味着用户只需求花比曩昔买一台设备多一点点的钱，就能完成曩昔买2台设备的作用，大大进步了整机的价值。一起，更轻的横梁也意味着接受首要运动载荷的导轨和齿条磨损会更轻，能够大幅度进步导轨和齿条的运用寿命，延伸设备运用年限。

  值得一提的是，因为金属横梁的成型进程是热加工，很多切削加工会在金属内部构成剩余应力，跟着时刻的推移，剩余应力逐步开释，就会形成横梁曲折变形，影响设备精度。即便重复时效热处理，依然不能根绝。而铝合金横梁偏软、易变形，需求售后人员频频调校才干确保设备精度。且较重的横梁在长期工作中简单导致电机发热（乃至焚毁），这些都将给企业带来巨大的售后本钱，也会形成用户停产等候修理。

  而碳纤维首要成分是碳，归于无机脆性资料，没有塑性变形，开裂伸长率仅约2％。碳纤维复合资料一旦成型，在长期运用中不存在蠕变，没有疲惫，能够长时刻坚持高精度，无须售后人员重复调校。且碳纤维横梁分量更轻，对电机的损耗更小，简直不会产生电机发热的状况。因而，碳纤维横梁既能协助企业节约售后本钱，也能协助用户防止频频停机停产。

  因为飞越激光首要出产精细激光设备，与文章开始的高功率激光切开机需求并不完全共同。为了给开始的疑问找到更贴合的答案，笔者在刘总的举荐下，联系了现在国内仅有一家碳纤维横梁的出产商——北京海森德克复合资料科技有限公司。

  海森德克总经理李总介绍，现在公司现已给国内某家主打万瓦级以上的超高功率激光切开机厂家做了配套，并拿到了批量订单。尽管万瓦激光切开对精度的要求不如精细设备高，但其对速度、加快度（尤其是在功率现已到顶的状况下）分外注重。

  可是，激光功率进步后，往往在切杂乱图画、小图画时速度跑不起来，只要较长、且方向根本共同的直线或弧线才干发挥超高功率的速度优势。跟着工业规划水平的进步，机床加工的目标愈加曲线化，精细化，图画愈加杂乱，因而高功率并不能全面进步加工功率，其要害仍是在运动轴的加快度和速度（其中最要害最难完成的是横梁的加快度）。加快度越大，机床在切开小尺度曲折轨道时功率就越高，反之则越低。

  现在钢制横梁太重，驱动电机功率扭矩缺乏，进步加快度简单形成振颤等现象，约束了功能的进步。而铝制横梁分量尽管减轻，可是原料软，刚性缺乏，加快时颤抖等，也约束了功能的进步。碳纤维横梁分量轻，刚度优于铝合金挨近钢，且资料自身对振荡传达的阻尼较金属资料大的多，有利于下降运动中的振荡。因而，碳纤维横梁能够明显进步大功率切开机床的动态功能。

  此外，李总还介绍了碳纤维横梁抗事端损坏的特性。龙门式横梁多采纳双侧电机数控同步驱动，当遭受操控系统毛病或外部撞车等要素时，可能会呈现双侧驱动电机失同步，形成卡死，严峻时形成横梁扭动变形。因为金属资料归于塑性形变，一旦产生大的变形将是永久变形，无法回到原状况，机床将就此停摆，直到更换新横梁。

  而碳纤维没有塑性变形，因而在资料接受很大外力产生较大的变形后，只要不形成资料内部损坏，外力免除后，碳纤维复合资料能够回弹到原状况而不产生永久变形。这个特性远优于金属资料，因而碳纤维复合资料也被运用于弹性元件（如振荡台绷簧板），其弹力耐久安稳不产生衰减。运用在高速运动的机床上，即便产生撞车、两边驱动不平衡卡死等严峻的事端，使横梁产生变形，事端免除后，能够回到原状况，精度能够坚持。

  本月27－29日海森德克将参与深圳世界会展中心（宝安新馆）举行的激光博览会，到时将在9号馆C112展位与业界同仁进行深化沟通。

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