【編者按】第十七屆中國國際機床展覽會（CIMT2021）期間，中國機床工具工業協會特種加工機床分會和中國機械工程學會特種加工分會組成特種加工機床評述專家組，通過對參展特種加工機床的現場觀摩、收集資料以及與參展廠商的交流座談，對境內外電加工機床、激光加工機床、增材制造機床的技術特點及發展趨勢進行了比較深入和系統的評述，并對特種加工機床的應用與市場發展進行了分析。7月28日發布了部分電加工機床展品評述，今天發布激光加工機床展品評述，后續將發布增材制造機床評述，敬請關注。

據筆者統計，本屆展會共匯聚了境內外20多家激光加工企業參展。境內方面主要有深圳大族激光科技產業集團股份有限公司、奔騰激光（溫州）有限公司、江蘇亞威機床股份有限公司、江蘇揚力數控機床有限公司、東莞市力星激光科技有限公司、武漢華工激光工程有限責任公司、廣東宏石激光技術股份有限公司、深圳迪能激光科技有限公司、北京珊達激光科技發展有限責任公司、蘇州領創激光科技有限公司、濟南邦德激光股份有限公司、濟南金威刻科技發展有限公司、蘇州瑞鐵機床股份有限公司等；境外方面有主要德馬吉森精機（DMG MORI）、德國普雷茨特精密技術有限公司（Precitec）、德國埃馬克集團（EMAG）、意大利博栗瑪貿易有限公司（BLM）、日本三菱電機自動化有限公司、日本遠州株式會社等。

 參展的激光加工設備主要涉及激光切割設備、超快激光精密加工設備、激光焊接設備以及其他激光加工設備。其中占比最大的激光切割設備普遍呈現出高功率、高效率、高質量、智能化、模塊化等特點，實現了對大厚板、高反射率材料的高效切割；激光精密加工設備普遍為納秒激光設備，參展的境內外企業展出了應用于精密超硬刀具加工的納秒超快激光精密加工設備，未有飛秒激光加工設備展出；激光焊接設備方面，境內企業推出了手持型激光焊接機，由于其靈活方便，操作簡單，可大大提高傳統手工焊的工作效率。

 1. 激光切割設備

 相較于上一屆展會，本屆展會參展的激光切割設備最突出的特點就是高功率和智能化。激光切割設備普遍搭配“萬瓦級”輸出功率的激光器，如大族激光智能裝備集團、奔騰激光（溫州）有限公司、蘇州領創激光科技有限公司、北京珊達激光科技發展有限責任公司等企業的激光切割設備，均可搭配“20kW級”的激光器。其中，濟南邦德展出的Dream3磁懸浮光纖激光切割機（見圖1），選配40kW光纖激光器，切割碳鋼厚度可達100mm，切割不銹鋼厚度可達200 mm。更高的激光輸出功率不僅可以應用于更厚的板材切割，而且在切割相同厚度的板材時，還可以保證切割質量和更快的切割速度，提高生產效率。隨著激光器功率的增大，設備可以實現更高的切割速度和生產效率。多家企業采用了磁懸浮電機，動力性能和動態性能更加卓越。如江蘇亞威展出的HLS-2040磁懸浮光纖激光切割機（見圖2），X/Y軸最大加速度達到了2.5G。濟南邦德展出的Dream3磁懸浮光纖激光切割機同樣采用了磁懸浮電機，X/Y軸最大加速度更是達到了4.0G。

圖1  Dream3磁懸浮光纖激光切割機

圖2  HLS-2040磁懸浮光纖激光切割機

 通過數控技術和AI技術，很多企業參展的激光切割設備實現了生產過程的智能化、自動化。大族激光參展的SF系列雙平臺光纖激光切割機可選配智能制造模塊，分解加工過程，將各種變量數字化，從而精細化提升制造工藝和效率。在板材切割過程中使用AutoSplit智能裁剪板材，工序內自動分離工件與需要倉庫回收的板材余料。和和機械展出的SLT-102-FIBER全自動化激光切管機，采用了11軸數控，選配1-2kW光纖激光器，可以對不同材質的方管、圓管、異型管進行切割加工。從自動背料架進料、材料自動校準、進料及傾轉、激光切割到自動下料，采用全自動化生產流程。日本三菱電機公司展出的ML4020GX-F60二維激光加工機采用了AI技術“Maisart”，可以根據加工中的聲音和光對加工狀態進行AI判斷，自動調整加工條件，致力于實現“不停頓的加工”。德國普雷茨特公司此次參展推出了ProCutter Zoom2.0智能切割頭，應用PierceTec技術可以提供快速優質穿孔，其內置傳感器可實時監控穿孔過程，并且會根據穿孔時的數據優化激光功率，傳感器檢測數據都可在APP上同步顯示，以便進行實時遠程控制。穩定的穿孔質量和高效的穿孔作業在切割厚板時更具優勢。

 2. 激光精密加工設備

 激光精密加工設備，特別是超快激光加工設備在激光加工領域扮演著越來越重要的角色。德馬吉森精機展出的LASERTEC 20 linear精密刀具激光加工中心（見圖3），搭載532 nm納秒激光器，以非切削方式加工PCD、CVD-D和CBN材質的切削刃、后角和斷屑器，可提高刀具使用壽命達2.5倍。高動態性能的5軸激光加工將刀坯切為刀片，切分速度高于線切割機床達10倍，生產效率的增加使得金剛石刀具生產成本大大降低。聯合磨削集團（EWAG）展出的是LASER LINEPRECISION高精度五軸激光燒蝕系統（見圖4），搭配了最大輸出功率50W的532 nm納秒短脈沖激光器以及一體化六軸機器人，能夠在一次裝夾的情況下完成對切削刃、空心型腔和斷屑臺以及激光打標的所有加工。LASEER LINE PRECISION專為生產金剛石工具而設計，綠光波長范圍（532nm）的集成短脈沖激光器可以對金剛石材料進行特別有效的加工。境內方面，北京市電加工研究所推出了LASER6120精密刀具激光刃磨機床（見圖5），可選配100W納秒光纖激光器和60W皮秒激光器，主要應用于PCD、CBN、陶瓷以及硬質合金刀具的刃口加工和可轉位刀具容屑槽的加工。使用脈沖皮秒超短脈沖激光技術，材料直接被汽化蒸發，沒有顯著的熱量輸入，在加工時刀具刃口不會因為受熱而損壞，使用壽命顯著提高。

圖3  LASERTEC20linear精密刀具激光加工中心 

圖4  LASEER LINE PRECISION高精度五軸激光燒蝕系統

圖5  LASER6120精密刀具激光刃磨機床

 皮秒、飛秒激光等超短脈沖激光因具有極短的脈沖寬度和極高的峰值功率，可以實現高精度的微/納加工，而且在加工過程中對工件無熱損傷，所加工的零件可以獲得更長的使用壽命。可能受疫情影響以及上一屆展會的市場反饋，本屆展會沒有皮秒/飛秒激光加工設備的展出。參展設備普遍選擇納秒激光作為激光源，在滿足加工需求的條件下可以降低設備成本。但隨著激光器生產工藝的逐漸成熟，超短脈沖激光器成本降低，皮秒/飛秒超短脈沖激光加工設備將成為激光精密加工設備的發展方向。

 3．激光焊接設備

 激光焊接技術一般搭配機床或焊接機器人進行自動化生產，但在一些室外現場或對復雜位置進行焊接，由于設備體積問題并不適用。傳統電弧焊設備簡單，操作靈活方便，能進行全位置焊接，適合焊接多種材料。其不足之處是勞動強度大，煙塵及噪聲污染嚴重，而且對焊工技術水平要求較高。得益于光纖激光器的發展，激光器體積顯著減小，便于集成。本屆展會上，大族激光智能裝備集團、廣東宏石激光技術股份有限公司、奔騰激光（溫州）有限公司等企業針對傳統電弧焊技術的不足之處，推出了手持式光纖激光焊接機。奔騰激光展出的飛鴻SWAN-HW手持激光焊接機，采用激光器水冷一體機設計，移動輕便。手持焊接頭內置高精度振鏡電機，其中雙軸擺動焊接頭，除了可以應用于中薄板材的焊接，還具有激光切割、清洗功能。焊縫熱輸入量小、焊件變形小、表面質量好，焊接效率比傳統弧焊更高。廣東宏石激光技術股份有限公司展出的FMW系列手持式光纖激光焊接機，焊接頭同樣搭載WOBBLE擺動系統，其質量僅為0.8kg，持久工作不易疲勞。目前手持式激光焊接機的功率都低于2kW，適合于4mm以下的不銹鋼、碳鋼的焊接。而在安全性方面，參展設備都具備多重安全防護措施，焊嘴只有在觸碰到金屬時觸動開關才有效，并且觸動開關帶有體溫感應，保證不會因為誤觸導致激光發射對人造成傷害。

 4．其他激光加工設備

 本次參展的多用途激光加工機和復合加工機與上一屆展會展出的設備區別不大。日本遠州株式會社生產的LBM10，是在各種激光加工專用機的構造基礎上采用最新理念制作的多用途機型，以小零部件的激光加工為主要應用方向，實現了最小的占地空間。與專用機必須從零開始相比較，可在短時間以合理的成本構建完成激光加工系統。本次參展的設備為LMB10通用激光加工機，搭載了2kW半導體激光器，主要用于激光焊接、激光熔覆和激光淬火。

 江蘇亞威展出了HPML30510沖割復合機，該機型可以實現沖孔、成型、攻絲、激光切割、成品自動落料輸送等功能。當遇到不常用的特殊孔時，利用激光進行加工可以節省模具費用和加快交貨期。例如沖切很難實現的段差外周，使用激光后就可簡單實現。復合加工機在很好地降低生產成本的同時，還能幫助企業改善生產工藝，提高產品附加價值。

 北京珊達激光此次展出了SD-5C-200光纖激光清洗機，可應用于金屬表面除銹、表面除漆脫漆處理、工件表面污漬污垢清洗、焊接/噴涂預處理等方面，實現無化學試劑、無介質、無塵、無水清洗，激光清洗表面潔凈度高，能清除納米級以下污染微粒。在清洗領域，激光清洗具有廣闊發展前景。