汽車(chē)发动机零件生产(chǎn)应用(yòng)

激光技(jì )术不但增强了Shape-Master 的生产(chǎn)力，使其力克各种难以处理(lǐ)的材料，而且也让公(gōng)司能(néng)与大型刀(dāo)具(jù)定制供应商(shāng)相抗衡。凭借激光技(jì )术的生产(chǎn)灵活性，Shape-Master 在保障质(zhì)量及供货期的前提下，能(néng)以较高的成本效益处理(lǐ)从50件的个性化小(xiǎo)批量加工(gōng)，到每年数千件定期计划的各种尺寸的刀(dāo)具(jù)加工(gōng)作(zuò)业。
仅在几个月的培训和实践學(xué)习之后，Shape-Master 就开始利用(yòng)激光机扩展了产(chǎn)品范围及业務(wù)范围，包括回转刀(dāo)具(jù)。目前，这些激光刀(dāo)具(jù)加工(gōng)机加工(gōng)的相当一部分(fēn)产(chǎn)品為(wèi)回转类刀(dāo)具(jù)，同时工(gōng)厂也正计划继续拓宽其产(chǎn)品门类。

Shape-Master 的“EWAG LASER LINE ULTRA”激光机購(gòu)自联合磨削集团。机器采用(yòng)最先进的超短脉冲激光技(jì )术，只需一次装(zhuāng)夹即可(kě)加工(gōng)各种具(jù)有(yǒu)复杂几何形状的高品质(zhì)切削刀(dāo)具(jù)。

这些机器应用(yòng)了EWAG Laser Touch Machining激光加工(gōng)专利技(jì )术，可(kě)处理(lǐ)所有(yǒu)最新(xīn)商(shāng)用(yòng)精(jīng)密磨削刀(dāo)具(jù)材料，包括硬质(zhì)合金、CBN、PCD、CVD和MCD 等。机器不会产(chǎn)生热效应區(qū)，因此刀(dāo)具(jù)的表面加工(gōng)质(zhì)量极其优异，且寿命更長(cháng)。

Laser Touch Machining技(jì )术采用(yòng)一种切向激光束加工(gōng)工(gōng)艺，通过在10皮秒(miǎo)的极短脉冲内使用(yòng)激光束外沿塑造刀(dāo)具(jù)表面，从而生成切削刀(dāo)具(jù)的边缘和几何形状。这些超短激光脉冲会直接蒸发材料，而不产(chǎn)生明显的热量。在重复扫描工(gōng)艺中(zhōng)，激光扫描单元与机器的八个数控轴同步运动，从而产(chǎn)生刀(dāo)具(jù)的几何形状。

尽管Shape-Master 的员工(gōng)不到30名(míng)，但在激光加工(gōng)机器和数控磨床的帮助下，每月能(néng)产(chǎn)出数千件刀(dāo)具(jù)。公(gōng)司主要生产(chǎn)立方氮化硼刀(dāo)具(jù)，也有(yǒu)相当一部分(fēn)是金刚石刀(dāo)具(jù)。公(gōng)司运用(yòng)自动化技(jì )术，使生产(chǎn)保持在每日1.5班次标准以上。

Shape-Master 的两台LASER LINE ULTRA 激光磨床均装(zhuāng)备了自动化技(jì )术。其中(zhōng)一台集成了6轴FANUC 机器人、二合一的HSK 63型刀(dāo)架和托盘。所有(yǒu)装(zhuāng)备均可(kě)不间断地进行回转刀(dāo)具(jù)的全自动生产(chǎn)。该机器还可(kě)使可(kě)转位金刚石切削刀(dāo)具(jù)的大批量生产(chǎn)实现自动化。

Shape-Master的另一台LASER LINE ULTRA激光磨床的料垛系统可(kě)调整托盘的高度，使承载能(néng)力翻倍。当加工(gōng)较短或较低的工(gōng)件时，8 个托盘向上运动，配合料垛系统，每个托盘可(kě)承载多(duō)达300件工(gōng)件。EWAG LASER LINE ULTRA激光磨床的灵活、自动化的特点，正是 Shape-Master决定采用(yòng)的主要因素。

只需一个简单操作(zuò)，激光束即可(kě)使切削刃口变得圆滑并提升强度，相当于数控磨削加上二次珩磨的效果。

“我们一直在使用(yòng) EWAG的磨削机器”，Shape-Master Tool公(gōng)司的应用(yòng)经理(lǐ)Dan Chambers如是说。“我们首先引入了EWAG的手动机器，随后在90年代新(xīn)添了EWAMATIC LINE 数控磨床，并且沿用(yòng)至今”。

“联合磨削集团非常重视培训并向其设备提供技(jì )术支持”，Chamber 说。“他(tā)们的客户服務(wù)和支持非常全面和及时。他(tā)们随时愿意协助处理(lǐ)任何问题并回答(dá)任何疑问。如果没有(yǒu)他(tā)们的支持，我的加工(gōng)厂恐怕无法取得现有(yǒu)成绩。”

他(tā)补充说，EWAG公(gōng)司基于他(tā)们的数控磨床套件开发了相应的软件，用(yòng)户通过软件即可(kě)轻松进行LASER LINE ULTRA激光机的编程。然而，由于配有(yǒu)多(duō)轴及激光头，LASER LINE ULTRA 更像加工(gōng)中(zhōng)心，而非数控磨床。

在Shape-Master工(gōng)厂，LASER LINEULTRA激光扫描头的进给率一般是每分(fēn)钟几千毫米，当穿过一把刀(dāo)具(jù)时，切削步距增量可(kě)小(xiǎo)到0.2微米。根据几何形状的复杂程度和工(gōng)件的大小(xiǎo)，激光加工(gōng)的循环周期从约1分(fēn)钟到1小(xiǎo)时不等。切削刃口和边缘附近的加工(gōng)占用(yòng)了大部分(fēn)的加工(gōng)时间。

“激光可(kě)加工(gōng)和生成几何形状、抛光及刃口效果，而这些都很(hěn)难或甚至不可(kě)能(néng)通过数控磨床实现”，Chambers 解释说。“例如加工(gōng)切削刃口时，传统磨削将产(chǎn)生5到10微米范围的尖锐边缘。相比之下，激光加工(gōng)产(chǎn)生的边缘范围仅為(wèi)1.5到5微米。能(néng)够达到这样的刃口精(jīng)度，对我们来说是一个显著的优势。”

只需一个简单的操作(zuò)，激光束即可(kě)使切削刃口变得圆滑以提高强度，而这相当于数控磨削加上二次珩磨的效果。除此外，LASER LINE ULTRA还可(kě)加工(gōng)倒角以及其他(tā)3D边缘几何形状。客户可(kě)使用(yòng)Shape-Master刀(dāo)具(jù)来加工(gōng)各种材料的部件，这些材料包括被广泛应用(yòng)于汽車(chē)、航空航天、能(néng)源及其他(tā)产(chǎn)业领域的铸铁、铸钢、贫化铀、铝合金及工(gōng)业用(yòng)复合材料等。

据Chambers称，Shape-Master还為(wèi)空间探测组件以及美國(guó)防御系统使用(yòng)的部件生产(chǎn)刀(dāo)具(jù)产(chǎn)品。他(tā)还指出，公(gōng)司的很(hěn)多(duō)航空航天客户都使用(yòng)复合以及新(xīn)奇的材料。Chambers相信这类材料会不断渗入汽車(chē)行业，因為(wèi)同航空航天领域一样，汽車(chē)行业同样对轻量化和节能(néng)需求非常高。因此，工(gōng)厂為(wèi)航空航天领域客户所生产(chǎn)的先进刀(dāo)具(jù)也会很(hěn)快运用(yòng)于汽車(chē)领域。