在CCMT2024展會(huì)，參展的激光加工及增材制造機(jī)床企業(yè)近30家，涉及展品近50臺(tái)。整體來看，國產(chǎn)激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來越有活力，自主研發(fā)激光工藝軟件和CAM軟件逐漸成為主流，光纖激光器功率技術(shù)與相配的光學(xué)元器件技術(shù)不斷取得突破，激光加工裝備的工藝能力、光機(jī)電協(xié)同控制、模塊化和智能化不斷進(jìn)步，特別是大功率激光加工裝備的發(fā)展勢頭喜人。激光加工裝備正在向自動(dòng)化、智能化、定制化方向發(fā)展。
一、激光切割機(jī)床
隨著超快激光器的快速發(fā)展，激光切割機(jī)床可對(duì)難加工材料如陶瓷、藍(lán)寶石和玻璃等進(jìn)行高精度加工，擴(kuò)展了激光切割在微電子和消費(fèi)電子行業(yè)的應(yīng)用。三維激光切割機(jī)和超大功率激光切割機(jī)的出現(xiàn)，部分替代了傳統(tǒng)的火焰切割、等離子切割、高壓水切割等切割工藝。
從本屆展會(huì)激光切割機(jī)床的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)特點(diǎn)來看，高動(dòng)態(tài)特性和萬瓦級(jí)激光器成為激光切割機(jī)床的標(biāo)配，智能化成為激光切割機(jī)的發(fā)展趨勢。大功率激光切割在切割速度、應(yīng)用成本、能量轉(zhuǎn)換效率、材料適應(yīng)性等方面具備綜合優(yōu)勢，本屆展會(huì)展出的激光切割設(shè)備普遍配置了20kW/30kW/40kW級(jí)激光器，部分切割機(jī)可配置80kW激光器。得益于先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式與新材料的應(yīng)用，激光切割機(jī)床普遍采用直驅(qū)直聯(lián)的驅(qū)動(dòng)方式，在動(dòng)態(tài)特性方面表現(xiàn)優(yōu)異，機(jī)床可實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)速、線速度、加速度以及高頻動(dòng)作，從而進(jìn)一步提高加工效率。
大族激光智能裝備集團(tuán)有限公司的G6025HF高速激光切割機(jī)，最高可選配80kW激光器，與50kW、60kW激光器相比，在切割厚度、效率、精度等方面大幅提升。Mix-M混氣高質(zhì)量切割20-40mm碳鋼，80kW相較60kW的切割速度提升20-50%；氮?dú)馇懈?0mm以上不銹鋼厚板，80kW相較60kW切割速度平均提升50%以上。機(jī)床加工幅面為4000mm×2000mm、工作臺(tái)最大承重7000kg；機(jī)床采用中空一體床身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以最大限度地規(guī)避超高功率受熱變形風(fēng)險(xiǎn)，滿足超高功率使用要求；可實(shí)現(xiàn)最大加速度2.5G，160m/min的定位速度，±0.03mm/m和±0.02mm/m的定位精度和重復(fù)定位精度；使用自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，插補(bǔ)周期小于0.25ms；配置完整的萬瓦級(jí)切割專家工藝數(shù)據(jù)庫，擁有零秒穿孔、厚板穩(wěn)定切割、低氣壓切割、潔凈切割等多種獨(dú)特工藝技術(shù)。
廣東宏石激光技術(shù)股份有限公司的GV領(lǐng)航款G6025H全直驅(qū)激光切割機(jī)，可配激光器功率范圍為6-60kW、加工幅面4064mm×2040mm、工作臺(tái)最大載重約5000kg；X、Y、Z軸采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，全閉環(huán)控制，最大聯(lián)動(dòng)速度300m/min，最大聯(lián)動(dòng)加速度6G，可實(shí)現(xiàn)±0.01mm的定位精度；設(shè)備集成自動(dòng)更換噴嘴、視覺尋邊、視覺余料、自動(dòng)上下料和料庫等模塊提升了設(shè)備的柔性和智能化水平。
圖2 宏山激光G6025H激光切割機(jī)
奔騰激光（浙江）BOLT Ⅶ 6025激光切割機(jī)，可選配2-60kW激光器，碳鋼板最大切割厚度30mm，加工幅面為6000mm×2500mm，機(jī)械定位精度為0.06-0.08mm，重復(fù)定位精度為0.02mm；機(jī)床采用龍門移動(dòng)式結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)部分與承載交換工作臺(tái)分離，提高了機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能；采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，X軸與Y軸最大加速度4G，X軸與Y軸最大聯(lián)動(dòng)速度160m/min；BOLT系列激光切割機(jī)配備PENTA超級(jí)切割頭，可實(shí)現(xiàn)超速省氣切割、超凈切割、坡口切割、超快切割、無渣快速穿孔、精密零件切割；配置全新SM控制軟件，集成云服務(wù)與遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)，提升了設(shè)備的智能化水平。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，航空航天、汽車制造、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域三維自由曲面切割需求不斷涌現(xiàn)，對(duì)激光切割設(shè)備的曲面加工能力提出了新的要求，三維五軸激光切割機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。
華工激光SF系列三維五軸激光切割智能裝備，適用于汽車熱成形件、金屬曲面、管件等異形件的三維加工和高精度切割，切割精度高、速度快、運(yùn)行穩(wěn)定，可完美解決金屬曲面切孔及修邊等問題。該系列機(jī)床有多種加工幅面，并可根據(jù)客戶需求選擇旋轉(zhuǎn)式?平移式或固定工作臺(tái)；配備全功能高可靠性數(shù)控系統(tǒng)與自主研發(fā)的高性能輕量化切割頭，兼容焊接頭和切割頭可自由切換，極大提高了裝備的柔性；集成自主研發(fā)的CAM軟件，支持離線編程與在線修改；激光工藝軟件，配置強(qiáng)大的專家激光工藝數(shù)據(jù)庫，兼容焊接切割兩種模式，可實(shí)現(xiàn)各種金屬工件三維焊接與切割問題；采用龍門雙驅(qū)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性高，可保證長期高速、高精穩(wěn)定加工，X/Y/Z軸定位精度和重復(fù)定位精度可達(dá)±0.05mm和±0.03mm，A/C軸定位精度和重復(fù)定位精度分別為0.03o和0.01°；采用四位一體智能化遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控服務(wù)、售后服務(wù)管理、常規(guī)保養(yǎng)和健康保障一體化管理操作；設(shè)備的拓展性較強(qiáng)，支持焊接、視覺檢測、自動(dòng)上下料等輔助功能的拓展，用戶可根據(jù)實(shí)際生成需求進(jìn)行選配。
二、管材激光切割機(jī)床
管材激光切割機(jī)專用于圓管、方管的切割，從眾多展品的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)特點(diǎn)來看，加工精度不斷提高，模塊化、自動(dòng)化、智能化方面進(jìn)步斐然，針對(duì)管材切割應(yīng)用場景，開發(fā)高柔性的半自動(dòng)/全自動(dòng)上料模塊、半自動(dòng)/全自動(dòng)下料模塊、伺服托料模塊、生產(chǎn)監(jiān)控模塊、上下游數(shù)據(jù)交換模塊、管材內(nèi)壁除渣模塊，并可根據(jù)客戶要求定制全自動(dòng)管材切割產(chǎn)線。
濟(jì)南邦德激光股份有限公司四卡盤M系列產(chǎn)品，可以針對(duì)圓管、方管、矩形管、槽鋼、角鋼、工字鋼等進(jìn)行激光切割加工；采用四卡盤結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)雙工序并行加工和零尾料加工；坡口角度和坡口形式可控，坡口角度范圍±45°，坡口形式包括V型、Y型、X型、K型等；可切割管材壁厚最高可達(dá)20mm，可加工管材最大長度為12000mm，管材最大重量為3000kg，最大落料長度12000mm；集成視覺防撞功能，確保下料安全，規(guī)避人身傷害風(fēng)險(xiǎn)；上料下料側(cè)均排布伺服隨動(dòng)托輥，并附有對(duì)中裝置，有效解決管材下垂和甩動(dòng)帶來的切割精度不良問題；集成智能制造生產(chǎn)管理軟件和氣壓智能控制模塊，工作時(shí)全程無須人工干預(yù)；控制軟件集成高質(zhì)量切割工藝包、視覺一秒尋邊、無極穿孔模塊，進(jìn)一步提升機(jī)床的工藝范圍和切割工藝質(zhì)量。
江蘇亞威機(jī)床股份有限公司的YTF激光切管機(jī)，加工范圍為圓管直徑50-560mm，方管尺寸50-400mm，卡盤夾持管材重量為1600kg，定位精度±0.05mm，重復(fù)定位精度±0.03mm；機(jī)床選用側(cè)掛式床身，方便搭配自動(dòng)上下料結(jié)構(gòu)，有利于各種管材的平行進(jìn)出料；三卡盤設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)零尾料加工；搭配擺動(dòng)切割頭，可實(shí)現(xiàn)管材的坡口切割；自動(dòng)化配套，可提高整體加工效率，特別是滿足超長管、重型管、大口徑管材的安全高效上下料。
隨著近年來國內(nèi)工業(yè)智能化以及加工精密化發(fā)展趨勢不斷攀升，國內(nèi)金屬切割機(jī)市場滲透率不斷提高、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，行業(yè)發(fā)展前景較好。未來隨著國內(nèi)新能源汽車、航空航天、軌道交通等高附加值工業(yè)不斷發(fā)展，國內(nèi)高功率激光切割機(jī)市場需求將不斷增加，激光切割機(jī)行業(yè)將朝著大幅面、高功率、高效率、高智能化趨勢不斷發(fā)展，行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>
三、激光精密加工機(jī)床
隨著超快激光技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，皮秒、飛秒等超快激光加工，憑借其超越衍射極限的加工精度和極高能量密度等特點(diǎn)，在硬質(zhì)合金、金剛石、陶瓷、藍(lán)寶石、半導(dǎo)體材料及各種纖維復(fù)合材料等難加工材料的高精度、高效率加工中占有越來越重要的地位，在醫(yī)學(xué)、微納加工和航空航天等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，如超快激光制備微流道在微納米尺度空間中精確控制流體，可應(yīng)用于癌癥早期診斷和預(yù)防、藥物合成分析、藥物篩選遞送等，助力藥物開發(fā)；超快激光制備功能材料，結(jié)合功能材料的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)具有抗菌、自清潔或增強(qiáng)光吸收的功能表面；超快激光制備抗反射微納結(jié)構(gòu)，提高航空航天部件的電磁載荷、熱控、推進(jìn)性能。這些技術(shù)的發(fā)展不僅對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，也為科學(xué)交叉應(yīng)用提供了新的工具和方法，展現(xiàn)了其在未來發(fā)展中的巨大潛力和價(jià)值。本屆展會(huì)中，廣東原點(diǎn)智能、深圳牧激、南京中科煜宸、SYNOVA（禧諾法）和北京安德建奇等廠家展示了一系列超快激光精密加工機(jī)床，GF、中科微精等廠家展出許多超快激光精密加工樣品，充分展現(xiàn)了超快激光加工的應(yīng)用潛力。
1．水導(dǎo)激光加工機(jī)床
水導(dǎo)激光加工通過將大功率脈沖激光束耦合到水射流之中后作用于工件表面進(jìn)行加工，在保證加工精度的同時(shí)無需進(jìn)行激光聚焦和距離控制。水導(dǎo)激光加工適用于無錐度孔的制備，水射流的存在降低了脈沖激光加工對(duì)材料的熱損傷，提高了切割邊緣的均勻性，有效防止激光燒蝕后熔融物附著在加工表面。水導(dǎo)激光加工機(jī)床的核心技術(shù)在于水射流水柱的直徑和長度。近年來，水導(dǎo)激光加工機(jī)床應(yīng)用領(lǐng)域逐步向精密精工領(lǐng)域靠攏，水柱的直徑不斷縮小，水柱的長度不管增加，光路同步控制性能不斷增強(qiáng)，市場上水導(dǎo)激光機(jī)床制備微孔、深孔的能力不斷提升，配合運(yùn)動(dòng)控制可實(shí)現(xiàn)任意錐度制孔。
南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司的RJ305水導(dǎo)激光加工機(jī)床，X/Y/Z軸行程分別為350/430/350mm，A軸行程-120~+20°，C軸行程n×360°，工作容積（H×Φ）為260×Φ260mm；機(jī)床采用直驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、高精密傳動(dòng)部件、亞微米級(jí)光柵尺以及大理石鑄造礦物床身，X/Y/Z軸的定位精度和重復(fù)定位精度分別可以達(dá)到5μm和3μm（ISO測試標(biāo)準(zhǔn)）；數(shù)控系統(tǒng)采用國產(chǎn)華中848五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，集成了全自動(dòng)偏移校準(zhǔn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)激光噴嘴校準(zhǔn)、自動(dòng)射流角度校正。噴嘴的最小直徑為50μm，切割面光滑，切割邊緣Ra≤0.2，可實(shí)現(xiàn)無錐度制孔，加工精度為±0.005mm。該系列水導(dǎo)激光機(jī)床解決了干式激光器加工過程中熱損傷、微裂紋、碎屑沉積、錐度和精度不足等問題。同時(shí)專為自動(dòng)生產(chǎn)大尺寸刀具、多齒金剛石刀具以及其他3D加工而設(shè)計(jì)了激光微射流LMJ加工系統(tǒng)。
2. 五軸超快激光加工機(jī)床
為滿足三維異形構(gòu)件日益增長的加工需求，此類機(jī)床融合五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床與超快激光加工系統(tǒng)，可在發(fā)揮超快激光精密加工能力的基礎(chǔ)上保證加工范圍，實(shí)現(xiàn)曲面、復(fù)雜型面零部件的鉆孔、焊接、切割、微結(jié)構(gòu)加工和紋理加工。從展品的應(yīng)用場景來看，刀具加工是五軸超快激光設(shè)備的主要應(yīng)用方向，五軸聯(lián)動(dòng)加工系統(tǒng)與超快激光加工系統(tǒng)的集成、專用CAM軟件和面向不同應(yīng)用場景的功能模塊開發(fā)，是各個(gè)廠家相關(guān)機(jī)床開發(fā)的技術(shù)高地。
深圳市牧激科技有限公司530DH超精密雙激光五軸加工機(jī)床，集成雙激光加工系統(tǒng)，可一次性實(shí)現(xiàn)超硬刀具的粗加工和精加工，提高加工效率；最大加工刀具尺寸為長度615mm、直徑300mm，最小加工刀具直徑為0.3mm，可加工PCD、PDC、CBN、PCBN、MCD、CVD刀具/刀片；機(jī)床的床身采用天然花崗巖，X、Y、B、C軸采用直驅(qū)技術(shù)，全閉環(huán)控制，X/Y/Z軸的定位精度為0.002mm，B軸定位精度3″，C軸定位精度6″；加工刀具尺寸精度為±0.005mm，輪廓精度為0.005mm。該公司的系列超快激光加工機(jī)床配置自主研發(fā)加工軟件，集成銑刀、車床、銑磨頭、斷削槽、微銑刀圓弧后刀面加工等功能，可實(shí)現(xiàn)刀具裝夾誤差以及PCD等焊接變形刀具切削路徑補(bǔ)償；集成在線檢測，樣刀數(shù)據(jù)庫，4K監(jiān)視模塊。
廣東原點(diǎn)智能技術(shù)有限公司Light 5X 60V超硬刀具加工機(jī)床，針對(duì)超硬材料、硬質(zhì)合金、超硬涂層和陶瓷刀具的復(fù)雜輪廓高精度加工，X/Y/Z行程為600/250/300mm，加工最大刀具直徑200mm，最大刀具長度為350mm；天然大理石床身，直線軸和旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)用直驅(qū)技術(shù)，X/Y/Z軸的定位精度和重復(fù)定位精度分別為5μm和3μm，B/C軸的定位精度和重復(fù)定位精度分別為10″和5″；光路采用模塊化設(shè)計(jì)，并配置CCD定位相機(jī)和探針；CAM加工軟件和數(shù)控系統(tǒng)深度融合，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)刀具端刃和側(cè)刃之間的平滑過渡連接以及輪廓間的圓弧過渡連接；可實(shí)現(xiàn)整體PCD微刃刀等復(fù)雜型面結(jié)構(gòu)和難加工材料的高質(zhì)、高效加工；刀具加工后可達(dá)到輪廓度≤0.005mm，表面粗糙度Ra＜0.3，最大加工刃數(shù)達(dá)到180刃，最小切削刃寬度0.01mm，相較傳統(tǒng)加工工藝，總體加工效率大幅提升。
北京安德建奇數(shù)字設(shè)備股份有限公司CL2-400激光刀具加工機(jī)，是一款專業(yè)應(yīng)用于超硬材料刀具復(fù)雜輪廓高效及精密加工的機(jī)床，采用龍門式結(jié)構(gòu)和礦物質(zhì)床身，X/Y/Z軸行程為300/400/300mm，定位精度為0.002mm，A、B兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸均采用力矩電機(jī)直驅(qū)+高分辨率圓光柵閉環(huán)控制方式，定位精度為3″，滿足最大直徑Φ280mm、最大長度350mm刀具上任意角度和復(fù)雜形狀刀齒的精密加工，刀具加工尺寸精度≤±0.004mm，刀具刃口崩口＜0.002mm；數(shù)控系統(tǒng)集成專業(yè)的刀具管理模塊，設(shè)置了多種不同類型刀具的自動(dòng)編程與加工工藝庫，方便了微銑刀、鉸刀、內(nèi)套刀、臺(tái)階刀、預(yù)銑刀等刀具的加工應(yīng)用，系統(tǒng)搭載高精度CCD定位相機(jī)與高精度探針，實(shí)現(xiàn)刀具在線精密檢測與加工狀況實(shí)時(shí)有效監(jiān)控。
四、激光增材制造機(jī)床
激光增材制造技術(shù)為輕量化、超強(qiáng)韌、耐極端載荷、超強(qiáng)散熱等新型結(jié)構(gòu)制造提供了新的解決方案，受益于其加工特性，激光增材制造機(jī)床備受制造業(yè)青睞。通過了解本屆展會(huì)的激光增材制造展品，發(fā)現(xiàn)激光選區(qū)熔化技術(shù)（SLM）仍是主流增材制造技術(shù)，集成更多的激光光束與智能化監(jiān)測控制系統(tǒng)成為激光增材制造機(jī)床的發(fā)展趨勢。采用多光束技術(shù)提高了工件成形速度，增加了材料沉積率，改善了表面質(zhì)量。實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)可對(duì)成形過程中的缺陷、溫度變化和材料性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。
寧波海天精工股份有限公司C400M激光增材制造機(jī)床，配置四臺(tái)500W或1000W光纖激光器，集成自動(dòng)切換并聯(lián)雙中效反吹過濾、參數(shù)自檢測等功能，最大掃描速度7m/s、成型速率100cm3/h、鋪粉層厚為0.02-0.12mm，可實(shí)現(xiàn)模具鋼、不銹鋼、鋁合金、高溫合金和鈦合金等材料的加工。該機(jī)床配置自主研發(fā)的HTPrinter、HTCamera1等工藝軟件及質(zhì)量監(jiān)測軟件，可實(shí)現(xiàn)24h無人化值守的高效生產(chǎn)。在無支撐SLM增材制造方面，該機(jī)床配置集成式SLM無支撐模塊系統(tǒng)，可作為工藝流程環(huán)節(jié)內(nèi)置于加工軟件中，用戶可以選擇五種以上的無支撐成形方案，包括常見的跳掃方案等，且每種方案均可適用于不同的成形材料，某些特定材料最小實(shí)現(xiàn)角度已達(dá)到5°-7°。
以上機(jī)床的咨詢電話：15910974236
激光增材制造技術(shù)從宏觀到微觀層面充分發(fā)揮構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)勢，進(jìn)一步促進(jìn)了多尺度結(jié)構(gòu)、復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在航空航天和高端裝備等領(lǐng)域的應(yīng)用。在智能制造、高質(zhì)量發(fā)展的大背景下，工業(yè)領(lǐng)域?qū)膫鹘y(tǒng)制造向高端制造轉(zhuǎn)型，激光及增材制造等特種加工裝備將獲得更為廣泛的應(yīng)用，前景廣闊。
