激光技術助推模具行業向高端市場發展

寂靜天花板 · 發表于 2015-8-6 19:18:56

盡管這幾年來，我國模具行業結構和體制已經作出了很大的改變，主要表現為：中高檔模具、大型、精密、復雜、長壽命。相比以前，我國模具工藝技術水平有著很大的提高，但是國內模具行業生產的高中低端的比例極不平衡，這非常不利于我國模具行業的發展。由于下游行業，尤其是汽車行業的關鍵和核心模具對進口依賴程度較高，使得相關主機產品所需的一系列關鍵、核心注塑件產品也主要由這些國際知名模具企業提供。激光技術在這不利的發展狀況下，發揚它的獨特優勢，為模具行業發展高端市場出一份力。
激光表面處理技術，能使低等級材料實現高性能表面改性，達到零件制造低成本與工作表面高性能的最佳組合，具有可觀的經濟效益和社會效益。
激光束的能量可連續調整，并且沒有慣性，配合數控系統，可以對形狀復雜的零件和其它常規方法難以處理的零件進行局部硬化處理，也可以在零件的不同部位進行不同的激光硬化處理。正因為激光表面處理的上述特點，它特別適用于常規硬化處理（如滲碳和碳氮共滲淬火、氮化及高中頻感應加熱淬火等）所難于實現的某些零件及其局部位置的表面強化處理，因此，在模具制造中具有獨特優勢：
（1）可實現用低檔模具鋼或鑄鐵替代高檔模具鋼；
（2）用國產模具鋼替代進口模具鋼；
（3）可對模具實行增強性修復（再制造工程），降低模具制造成本。
在模具制造中，應用激光表面硬化技術，可以集設計、材料選擇、制模、檢驗、修復等技術于一體，大幅度縮短設計制造周期，降低生產成本，變革模具制造方式，最終整合提升整個模具產業水平。這些優點，無論在技術性還是在經濟性及服務性上，都是現有傳統技術所無法比擬的。

在模具制造中，金屬的激光熔融日益增加的重要性是主要原因。
采用這種工藝，冷卻通道可以設置在非常貼近模具輪廓的下面。對有著設有加強筋和網狀筋的一些不同壁厚的復雜零件，能在貼近輪廓需要冷卻的部位進行冷卻。而在前些年，注塑過程中材料流動特性是不可控制的，但現在其可控性是可以實現的了。通過冷卻，除了可以縮短成型周期外，還可以減少零件的變形，冷卻通道的橫截面大于5mm。因此，就能把冷卻通道安置在貼近模具輪廓2~3mm的部位，以進行最佳的冷卻。
還有與冷卻不同的是，通過這樣的通道來實現溫度的控制。例如，發生在高光澤反射鏡（高光澤效應）的溫度調控。有一些模具甚至通過分開的通道回路承擔兩個任務：一個通道對高光澤反射表面進行溫度控制；而在有加強筋的內部輪廓則通過另一個通道實施冷卻，以避免構件的變形。Fanacht公司所生產的采用這種冷卻技術的模具，在用于批量生產時，生產時間可以縮短40%，這意味著大幅度地提高了注塑的生產效率。

修復模具的方法很多，如電火花工藝、氬弧焊修復、激光堆焊技術、電刷鍍方法等。目前，在精密模具修補方面已逐步被激光焊所代替。
激光焊是利用大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束為熱源進行的焊接。這種焊接方法通常有連續功率激光焊和脈沖功率激光焊。激光焊的優點是不需要在真空中進行，缺點則是穿透力不如電子束焊強。激光焊時，能進行精確的能量控制，因而可以實現精密器件的焊接，它能應用于很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。