5 轴激光切割的成本分析

Kryton Engineered me tals, 一家专注于同心部件制造的精密定制制造商，已经接受了激光技术。这家公司创立于1981 年，已稳步发展成为高科技合同制造商，服务于广泛的工业，包括工业空气处理、照明、医疗、通信、汽车、食品和化学设备。

Kryton 的新工厂有110,000 平方英尺，内含高科技的刀具，诸如数控机床金属旋压成形设备；3 轴，线性驱动器，激光切割机；机器人制造单元；以及压制设备。最近购买的是Rofin-Sinar 公司的UW505 2,000W，用来切割三维部件的5轴光纤激光工作站。Kryton 的管理部门意识到，采用更先进的制造技术，能够提高生产效率，降低成本，改进质量，还能够使公司对客户需求做出更迅速的反应。

在过去的几年里，Kryton 利用RofinDC035 CO2 激光供电的Cincinnati CL707来切割薄板和板材。当Rofin 就修改UW505 工作站向Kryton 咨询时，Kryton利用这一机遇改进了三维部件的加工。

Kryton 工艺

Kryton 的绝大多数部件都是由金属旋压成形，冲压，或者深拉得到的。且绝大多数都是内部制造，但是Kryton同样为那些需要对三维部件进行二次加工的公司提供合同服务。

Kryton 在八台数控机床上完成金属旋压成形。金属盘高速旋转，同时成形刀具施加力量到金属盘上。从中心开始，成型刀具缓慢地向金属盘的四周移动。重复这一操作过程，金属就会按照期望部件的确切形状和尺寸加工成的芯轴成形。金属旋压成形过程中，金属就会呈现出芯轴的形状。这一过程类似于制陶工人旋盘上的黏土成形。

Kryton 还专门从事深冲成形和液压成形，在这些过程中金属在工具或模具里面受压而成形。依赖于材料和厚度，以及模具的尺寸和形状，需要有足够的重量完成这一操作。

由于深冲成形需要对金属进行额外的拉伸或者牵引，深冲模具包含了金属成形的多个阶段。这使得金属可以分步成形，所以牵引过程是逐步完成的，这就防止了金属的撕裂。绝大多数的牵引应用都需要二次加工来切割洞、窄缝和凸缘，因为把这些功能集成到深牵引模具中是非常困难的，也是不可能的。

部件的挑战

另一个挑战：Kryton 加工范围广泛的材料，包括钢、不锈钢、铝、铜、黄铜，以及其他特种合金。原材料厚度从0.010" 到0.500"，并且部件的直径从3"到120"。绝大多数客户的部件要求尺寸和孔的精度在±0.010" 或更甚。然而，一些工作需要超过50% 更严格的公差。批量通常从小到中量，因此需要更快的设置和转换能力。

由于每个三维部件都意味着人力，物力和设备负荷率的昂贵投资，因此无变形地进行二次加工至关重要，因为变形会导致废品。因此，对洞，窄缝和凸缘的切割，保持部件形状完整性的同时，还要求精度和边缘质量。

绝大多数Kryton 的代表性的部件是同心的，因为它们在金属旋压成形数控机床上生产，由冲压模具成形，或者由拉伸模具制造。材料加工过程中，原先的材料厚度会显著减小，因为金属会被拉伸和成形。

Kryton 在加工不同三维部件时的挑战：有效和精确地定位部件；然后在不损坏三维表面轮廓的情况下，对薄壁金属合金执行精确的，高品质的切割。

UW505 需要5 个小时来安装到Kryton 的激光车间。

答案通常包含几个复杂的步骤：

•制造一个符合部件几何形状的夹具；

•把部件缚在夹具上，以确保可重复的定位；

•根据三维部件的印记，精确地定位孔，切割区，凸缘；? 准备，并使用机床，模具，冲压机，钻孔机，锯，或者手工工具加工部件；

•不变形地加工部件；

· 去毛边或者返工保证高品质的边缘条件和轮廓；

· 当客户订购更多部件时，重复加工过程；

· 当设计发生改变时，修改以前的步骤。