機床商務網
資料下載
2010年機床工具領域的突破性發展
閱讀：235 發布時間：2011-7-25現在有幾種強調操作方便性和加工性能的超精密五軸控制加工機床已經上市銷售，其定位精度一般都達到了1nm。
為了超精密加工帶有自由曲面等的三維復雜微細形狀，需要有作為旋轉刀具的微小直徑金剛石球頭立銑刀，但這種刀具在市場上并無銷售，所以在數十年前，使用的是將微小直徑單晶金剛石刀頭切去片側，從旋轉軸中心略微偏移（偏置）的刀具（稱為近似球頭立銑刀）。但是．如果通過多軸控制可以實現刀具的傾斜加工以避免零速度切削，那么也就不需要采用偏置了。現在，已不需要使用近似球頭立銑刀，而是使用常規球頭立銑刀通過多軸控制對帶有復雜曲面的微小工件進行超精密加工。曲面加工所需的NC數據可利用三維CAD系統或對模型進行掃描測量來獲得。
（4）對未來超精密加工的要求
加工機床的精度正從納米級向超納米級過渡。今后對超精密加工的要求包括日益微型化的刀具及其安裝換刀技術的開發、便于操作的微細加工用三維CAM與誤差補償技術，以及硬脆材料加工技術。
第二代激光加工技術
激光加工作為一種新型加工技術被廣泛應用于制造業已經有1/4世紀。激光加工技術是作為傳統熱加工的替代技術發展起來的，隨后又開發出了獨立的激光加工技術。激光加工機床與加工技術就像車子的兩個輪子。現在評述一下仍在不斷獲得顯著進步的激光加工機床和加工技術的發展動向及今后的展望。
（1）激光振蕩器與加工技術的變遷
激光誕生于1960年。隨后，在60年代至70年代前半期，集中出現了許多應用于產業的激光發明。激光應用技術的探索幾乎是與激光的誕生同時開始的。將激光應用于加工的初步研究主要于70年代在研究機構和大學開展。以80年為分水嶺，出現了日本國產的激光加工機，標志著產業界的激光時代已經到來。
激光加工技術將光的波長由原來的紅外光領域進一步擴大至紫外光領域，并成功地將脈沖震蕩時間縮為極短，進一步擴大了新的應用可能性。激光加工因應用可能性的不斷擴大與可持續發展性，在很短時期內便作為一種主要加工技術在產業界扎下了根。zui近，以德國為中心，開發出了新的激光振蕩器，并于2003年前后投入市場。此前的激光熱加工在其發展過程中伴隨著高功率化也有不少技術改進，但隨著波長和脈沖縮短所引發的新的加工技術的崛起，可以說激光加工技術現在已進入了第二代。
（2）第二代激光加工技術
傳統的加工用激光主要使用CO2激光、YAG激光基波以及準分子激光等。這些激光都在實現高功率化，裝置的性能也在不斷提高。近10年來，二極管激光已實現了陣列化、存儲棧化和高功率化，使直接使用激光進行加工成為可能，而高功率化又使高速加工成為可能。與此相比，第二代新型激光加工使用由YAG基波、鈦藍寶石等形成的超短脈沖激光、由YAG高次諧波形成的短波長激光、KrF準分子激光等，使利用紫外光進行加工成為可能（多用于微細孔加工、開槽加工和表面改性等）。加工對象和材料也擴大到各種金屬和硅、聚合物、玻璃、陶瓷等非金屬材料，以及鋁、鈦、鎂等有色金屬薄膜。激光加工已從大件加工擴展到微細加工，其應用范圍還在繼續擴大。
（3）激光加工的發展動向
在歐美，對材料加工進行理論性研究、開發新的加工概念以及各種基礎性探索方興未艾。飛秒級超短脈沖激光等的應用雖然蘊藏著無限的可能性，但從短期來看，快速實現高功率化仍然可望而不可及。可以預期，激光與材料表層的相互作用將是今后激光加工的應用重點。從這個意義上來講，將激光應用于表面處理和表面改性是zui值得期待的領域之一。
另一方面，在生產現場應用激光加工技術的實用化研究也在如火如荼地開展，其中既有提高激光加工效率以獲得高生產效益的研究、激光高精度控制技術的開發、激光發生裝置的高性能化、準確控制激光的光學技術，也有包括軟件和機器人等硬件在內的加工控制技術等，這些研究正致力于開發能將激光加工理論確實變為生產手段的共性基礎技術。
激光厚板加工技術也在快速發展。應用于機床等的工業用激光技術的開發也十分活躍。以德國為中心，開發出了用于汽車工業的“遠距離激光”、“掃描射線”等新的激光焊接方法。
（4）激光加工的未來
在加工技術日新月異的發展中，要開發新技術，就必須對各種加工現象、對加工性能有影響的各種因素的相互關系、加工現場激光與材料的相互作用等有透徹的了解，為此需要從多方面進行跨學科的探索。
因為激光的加工手段是光能，因此需要進行“光管理”，從光的發生到傳送、聚光等，都必須正確掌握和管理光的特性。隨著模擬技術和監控技術的進一步智能化，有可能實現更加準確的計算機預測。
出于經濟性和加工效率的考慮，現有的各種激光發生裝置將會在用途上有所限定，一些低效率的裝置將會被逐漸淘汰。雖然現在流行的各種激光加工技術五花八門，但在加工用途上，應該說波長選擇的時代即將來臨。在不久的將來，“飛秒加工”等目前尚處于萌芽性的研究將逐步變為實用化研究，甚至有一部分將廣泛應用于生產實際。
激光加工技術的發展需要“光發生技術”、“光控制技術”和“光利用技術”的強有力支持，激光加工是這些技術相互作用的拓展，并在很大程度上與這些技術相互依存和相互影響。激光技術潛在可能性之廣闊將通過新的激光不斷涌現而得以進一步顯現。加工技術雖然樸實無華，但貴在持續，新的發展寓于其持續性上。蘊藏著極大可能性的激光加工技術對于生產技術的發展至關重要。