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CO2激光器推动新一代砂碟技术的进步

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来源: 作者: 2018-10-25 11:01:16

CO2激光器推动新一代砂碟技术的进步

导读:

本文回顾了为满足新需求,砂碟生产商是如何把目光从模切转向激光解决方案的过程。

在工业CO2激光器的早期,大家的注意力主要集中在扩大激光切割砂碟(砂纸)的市场空间(图1)。理由很明显,因为激光解决方案降低了对机械工具的需求。然而,从经济的角度来看并不乐观,因为与现有的模切解决方案相比,激光技术的投资成本太高,并且生产速度还是太慢。  图1:激光切割的多孔砂碟连接到一个背衬垫上,用于气动打磨机。  此外,模切工艺已经非常成熟,而现在并没有令人信服的理由说服人们用激光解决方案来取代它们,因为尚未出现任何模切不能解决而激光工艺能解决的挑战。不过近几年情况发生了变化。本文回顾了为满足新需求,砂碟生产商是如何把目光从模切转向激光解决方案的过程。  砂碟的生产  这种研磨材料是从一种48英寸宽或更宽的母卷上切割下来的,磨料在卷用基材的一侧,基材的另一侧设法和背衬垫连接在一起。连接方法通常是用压敏胶粘剂,或者更常见的是用一种覆有环状结构的聚合物材料通过物理方法连接到背衬垫的钩状表面上(类似Velcro尼龙搭扣)。虽然模切和激光切割的材料处理系统不同,但它们都需要铺展来料以及通过切割边缘来处理材料,如果有需要的话还要在砂碟表面制造除尘孔,将砂碟从卷上切下来,移除未使用的模切废料,并将砂碟堆叠到可计数的容器上以插入盒中供最终用户购买。  砂碟生产一直由平台模切占主要地位。尽管激光技术具有不少优势,但模切仍然是(在许多情况下)最具经济效益的生产方式,特别是用于生产只需边缘切割和具有较大除尘孔的砂碟。  平台模切系统使用连接着液压缸的上压板。钢刀模固定在压板上,一旦液压缸启动,钢刀模就会穿透研磨材料从而生产出砂碟。这些系统的生产速度最高至60次/分钟。此外,如果钢刀模切板带有3个直径6英寸的圆片,生产速度可能提高至180片/分钟。钢刀模的使用寿命长,并且成本低,模具的成本一般只有数百美金,并且在切割研磨材料的同时能自行磨尖。在此背景下,不难理解为什么大多数砂碟加工应用偏爱模切解决方案。  激光加工的优势  那么,是什么推动它向激光加工的转变?原因包括对工作环境改善的需求,此外还要为一些关键的表面精加工应用来加强磨屑清理效果。尤其是针对汽车车身修理市场。随着汽车面漆配方的进步,在砂碟中使用除尘孔成为磨料制造商的首选。第一代砂碟上的除尘孔的直径相当大,其大小和数量与背衬垫保持一致,通常是10mm直径和个孔(图2)。在打孔过程中,10mm直径的圆片废料被冲压出来,然后被捕获并去除。虽然这一策略行之有效,但是它并不能确保100%的有效去除率,废料仍有可能残留在砂碟上,这就需要进行手动检查和去除。在使用中,10mm直径的孔可以用来除尘,然而这不算很理想,因为它只能去除孔附近的粉尘,而不能覆盖整个砂碟的表面。此外,关键在于,砂碟和背衬垫上的除尘孔要保持对齐,任何会导致没有对齐的操作将降低除尘的效率。    图2:三个砂碟展示了其演化过程:从没有孔到10mm直径的孔,再到更高密度的1.5mm的孔。

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