布料紡織物的激光飛行切割

對于紡織物、聚合物薄膜或其它一些復合材料的切割，越來越需要更加靈活、經濟高效的加工技術。在今天的市場趨勢中，不難發(fā)現(xiàn)，機械模切即數控模切，正在逐漸被激光切割所取代。

由于激光切割不需要模具，所以它比傳統(tǒng)的模切系統(tǒng)具有許多優(yōu)點。從而避免了購買各種模具的成本，或因制造模具而延期生產。此外，機械式模切系統(tǒng)本身也有許多局限性，它是由于它通過切削工具和材料之間的物理接觸而產生的。無需模具的激光切割系統(tǒng)還可以靈活地加工薄片型材料，這也是其另一大優(yōu)勢。上述情況說明了為什么激光切割系統(tǒng)能夠提高生產效率。

相對于激光切割的金屬材料，織物的熔點較低，對激光束的強度要求不高，連續(xù)波激光可以在幾百瓦的功率下使用。但是，目前的研究主要集中在提高切割速度以減少循環(huán)時間方面。

激光切割除了要縮短工作周期外，在提高生產效率和加工工藝等方面也有許多優(yōu)勢。由于激光切割是一種熱分離工藝，加速切割速度可以減少切口附近累積的熱量。

傳統(tǒng)的激光切割機是龍門加工系統(tǒng)，它可以將激光束、材料板(或兩者)與XY軸坐標相結合。因此，在加工小輪廓、弧形或幾何圖形時，激光對焦的速度和路徑的精度都有一定的影響。

有些制造商采用了一些克服這一限制的方法，如將重軸驅動與剛性機械結構結合起來，將輕質機械結構和纖維增強材料組件或多層切割技術(2-30層織物同時切割)結合起來。

德國Flownhov材料與光束技術研究所的科學家們指出了上述解決方案的局限性，并開展了相關研究，以確定激光打標的振鏡技術是否也可以用于激光切割織物。

為了解決機械結構動態(tài)性受限的問題，必須采用高動態(tài)光束偏轉，利用電機驅動的可移動鏡可對光束進行定位。因為這種鏡片重量輕，可以用光學掃描振鏡操作，即使在高速切割的情況下，定位光束也能精確地保持。最大可達到10g加速。這種動態(tài)特性只能在不需切割氣體的情況下實現(xiàn)，切割過程中的殘余材料必須氣化掉。

遠距離加工特別是采用連續(xù)波輻照激光器，激光功率可達幾千瓦。最大工作行程可達2米，加工范圍可達1×1米。較高的激光功率和較長的焦距相結合，提供更高的光束質量，因此在織物加工中可達到每秒幾米的切割速度。

高效率的氣囊生產

為了保證乘客的安全，現(xiàn)在越來越多的汽車都安裝了各種氣囊。各種各樣的安全氣囊需要高度靈活有效地運用于系統(tǒng)工程中。氣袋零件的切割多半是在需要輔助氣體的激光切割下完成的。因為是熱切割，因此加工通過無磨損的纖維邊來實現(xiàn)。

近年來，由于多層裁剪技術的發(fā)展，使得該技術的生產效率大大提高，可以同時切割30層以上。但是，這種方法是非常復雜的，因為必須分離出一個獨立的層，特別是該層可能已經被夾層分開了。所以各層切割質量不同，需根據質量要求適當減少層數。

因為多層切割的缺陷，科學家們開始尋找像激光切割這樣的新型制造方法。

普通遙控系統(tǒng)包括安裝在被加工材料上方的掃描光學元件。透過掃描鏡頭控制光點的移動。加工距離、加工范圍、焦距之間的關聯(lián)性較為復雜，而且能被加工的材料范圍也會影響最終結果。

飛行切割技術使加工各種輪廓和不同寬度的材料成為可能。通過將不同的動態(tài)和機械參數與軸系統(tǒng)相結合，可以進一步改善該技術，這樣，與傳統(tǒng)的切割技術（如沖裁或機械切割）相比，激光切割技術更具優(yōu)勢。這項系統(tǒng)概念可將受到空間限制的高動態(tài)光束反射技術移植到更廣闊、平坦的應用領域，比如：柔性薄膜切割，皮革或紙張的切割，焊接熱交換器板，切割覆蓋面料和填料。