激光加工机床：革命性的制造技术

一、激光加工机床：革命性的制造技术

激光加工机床定义

激光加工机床是一种利用激光技术进行材料处理和制造的设备。与传统机床相比，激光加工机床模式更为灵活，具有更高的精度和效率。它采用激光束来切割、焊接、打孔、雕刻和熔化材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子通信、医疗设备等行业。

激光加工机床的工作原理

激光加工机床利用激光器产生的高能光束集中到工件上，使工件表面达到高温，从而将其切割、雕刻或熔化。激光加工机床可以通过控制激光束的光束直径、功率密度和扫描速度来实现不同的加工效果。

激光加工机床的优势

激光加工机床相对于传统机械加工具有以下几个显著优势：

• 高精度：激光加工机床具有极高的加工精度，可达到微米级别。这对于一些对加工精度要求较高的行业非常重要。
• 非接触式加工：激光加工机床不需要与工件直接接触，因此可避免因刀具磨损和机械振动而引起的问题。
• 适应性广：激光加工机床适用于各种材料，如金属、塑料、陶瓷等，且不会对工件产生热变形。
• 工艺灵活：激光加工机床可根据不同的工艺要求进行调整，因此可用于各种加工需求，如切割、雕刻、打孔等。
• 高效率：激光加工机床加工速度快，节省了生产时间和人力成本。

激光加工机床的应用领域

激光加工机床在许多领域都有广泛的应用：

• 航空航天：用于航空发动机零部件的切割、焊接和打孔。
• 汽车制造：用于汽车车身钣金的激光切割和焊接，提高生产效率。
• 电子通信：用于电子元器件的刻印和焊接，确保高质量的产品。
• 医疗设备：用于生物材料的切割和打孔，制造高精度的医疗器械。

结语

激光加工机床是一种革命性的制造技术，具有高精度、非接触式加工、适应性广、工艺灵活和高效率的优势。它在航空航天、汽车制造、电子通信和医疗设备等领域都有广泛应用。随着技术的不断进步和创新，激光加工机床将在制造业中扮演更加重要的角色。

感谢您阅读本文，相信通过了解激光加工机床，您对于这一制造技术的重要性和应用领域有了更深入的了解。

二、如何判断一个零件是普通机床加工，还是专门化机床加工，还是专用机床加工的？

这个比较简单，看你工件的数量和价值，比如像汽车发动机这样的话，肯定是专机，如果工件价值远大于机床那肯定也是专机

除此外都可以用万能机床

三、激光机床加工3mm要用多少功率？

切割3mm的钢板, 不同的切割机使用的功率都不同。看你是使用什么激光机。YAG激光切割机600w的，CO2激光切割机1000w的，光纤激光切割机300w的，都能够切割3mm钢板。其实功率再小也是可以的只是效率高低的问题。

四、机床加工精度？

0.002只是说给外行听的，格力能做到0.02都没可能。格力造机床才几年？真正的高精度数控机床是需要时间沉淀的。参考德国哈默五轴加工中心，世界一流品牌，加工零件也才勉强能做到0.005～0.01之间的精度。五轴精度并不是指单根轴精度，比如x轴精度0.002，那这台机器的精度就是0.002吗？错，五轴精度应该是三直线轴精度+两旋转轴精度=真正精度。假如每根轴误差都在0.002，五轴精度累计误差会比0.002高的多。

格力机床肯定有没自己的核心技术，充其量就是个组装机，核心部件以及数控系统必定进口，自己做个钣金外壳贴个格力的logo就算自主研发了。

至于能不能排第一？… 国内也就北京精雕好一些。其他品牌的国产五轴，就好比每个学校的倒数第一名，你把这些人拉出来排名没有任何意义。都是学校成绩最差的，在最差的人中排第一又如何？

附单位的德国进口哈默五轴

五、请问机床加工中，怎么区分精加工和粗加工呢？

零件表面质量要求高，公差要求高的，切削量大的，都要求分粗精两次加工。需要精加工的零件当然要留余量。

六、激光属于机床吗？

激光是一种纯度最高的光，是人造的。不是机械设备，所以激光不属于机床。

七、激光切割加工 前景如何？

激光切割和线材成型是镍钛诺医疗器械制造中最常用的两种工艺。本研究探讨了在最终表面处理步骤中去除的材料量的变化如何影响 Z 型支架的耐腐蚀性，这些支架要么是从管上激光切割的，要么是从金属丝上定型的。所有部件都经过典型的热处理工艺，以达到 25±5 C 的奥氏体完成温度 (Af)，随后采用电化学钝化工艺进行后处理。记录后处理过程中的总重量损失，并调整过程以创建重量损失量小于 5%、小于 10% 和小于 25% 的组。然后将零件压接至 6 毫米，并允许膨胀回其原始直径。腐蚀测试结果表明，平均而言，随着材料去除量的增加，两组 Z 型支架的腐蚀击穿电位均有所增加，标准偏差也有所降低。此外，与激光切割 Z 型支架相比，线形 Z 型支架需要的材料去除量更少，以实现高耐腐蚀性。最后，对线形 Z 型支架进行的 7 天镍离子释放测试显示，从低体重减轻组每天浸出的 0.0132 毫克镍急剧减少到中等和高度减轻组的大约 0.001 毫克/天。

一、简介

镍钛合金是一种由接近等量的镍和钛组成的金属合金。它表现出非常独特的性能，包括热弹性、耐腐蚀性和生物相容性，使镍钛合金成为生物医学设备的最佳候选材料。利用镍钛合金的超弹性和形状记忆特性所需的加工过程包括在最常见的400至600℃的温度下进行短时间的热处理（2-10分钟）。这些热处理在镍钛合金上形成一种氧化物，从而改变了合金的表面化学性质和随后的生物相容性。

镍钛合金医疗设备的生物相容性一直是人们关注的问题，因为已知合金中的镍元素具有毒性。Tre´panier等人进行的研究表明，通过利用适当的钝化技术，如电抛光，可以大大改善镍钛合金的耐腐蚀性。更多的研究已经证明，电抛光在许多生物液体中具有出色的耐腐蚀性，以及在汉克斯生理溶液中进行的长期浸泡测试中有限的镍离子释放。正因为如此，电抛光现在被认为是镍钛合金医疗设备钝化的黄金标准。

在进行了全面的文献审查后，似乎在电化学钝化过程中去除的材料数量与设备的生物相容性之间建立联系的研究有限。此外，尽管众所周知，镍钛合金医疗设备现在是利用激光切割以及线成型工艺制造的，但很少有研究用来研究不同的后处理条件是否是实现可比的腐蚀结果所必需的。

这项研究试图确定在镍钛合金医疗设备的后处理过程中，材料的去除量是否对其耐腐蚀性和生物相容性有直接影响。还将探讨如何修改这些钝化过程，以实现激光切割和线型Z型支架的类似生物相容性特征。

二、实验方法

2.1 材料

本研究中评估的激光切割和金属丝形式的Z型支架采用了超弹性镍钛合金地面管和含镍50.8 at.%的光亮金属丝。壁厚为0.455毫米的镍钛合金管被激光切割成一般的Z形支架图案。然后，使用典型的支架扩张工艺，包括在心轴上进行多次热处理，以达到28毫米的最终外径，对切割后的装置进行扩张。加入一个调整步骤，将Af增加到25±5℃。线形Z型支架是用0.450毫米的金属丝制造的。线状体在夹具上的形状设置与激光切割设备的工艺条件相似，以达到相同的最终外径和Af温度。激光切割和线状Z型支架都经历了不同程度的电化学钝化过程，以形成重量损失低于5%、低于10%和低于25%的组。钝化过程结束后，将支架压在一个6毫米的针上，让其恢复到原来的直径，以模拟被装入输送系统并随后展开。

2.2 腐蚀测试

根据ASTM F2129-08标准，使用EG&G Princeton Applied Research 273A型恒电位仪进行恒电位极化腐蚀测试。该恒电位仪由一台装有Electrochemistry PowerSuite腐蚀测试软件的计算机控制。饱和甘汞电极（SCE）被用作电位的参考电极，而两个铂金辅助电极被用作反电极。所有的样品都在一个适当的极化池中进行测试，极化池中充满了PH值为7.4的磷酸盐缓冲盐水（PBS）溶液。水浴保持测试溶液的温度为37±1℃。在浸泡测试样品之前，PBS被去水30分钟，在整个测试过程中也是如此。开路电位（OCP）被监测了1小时，然后以0.167 mV/s的电压扫描率对样品进行极化。反向扫描被放弃，以定位任何坑的起始点。每个被测试的器件都由其静止电位（Er）和击穿电位（Eb）来表征。如果器件在腐蚀测试期间没有经历点蚀，而是在氧化层没有被击穿的情况下达到了氧气演化，则记录Eox ev。对于激光切割和线状Z型支架，每个失重组都有三到十二个样品进行腐蚀测试。对于那些分解值范围大的组别，样本量增加，以确定是否有异常值。然后在MiniTab中使用击穿电位和氧进化电位创建箱形图。

2.3 表面特征分析

在Quanta200 3D DB Magnum扫描电子显微镜（SEM）下对Z型支架进行了成像，以区分额外的加工如何影响激光切割和线型装置的表面特征。此外，每个减重组中的一个线状Z型支架的氧化层厚度用奥杰电子能谱（AES）进行了表征。

2.4 镍离子释放试验

将每个减重组的三个线状样品放在适量的PBS溶液中。溶液的体积是这样的：每暴露1平方厘米的表面积就有1毫升的溶液，这样样品就被完全浸入。在37摄氏度的静态条件下，让这些装置在PBS中浸泡7天。在7天结束时，用ICP-MS仪器对样品中释放的镍的数量进行量化。

三、结果与讨论

经过后处理且重量损失小于 5% 的激光切割 Z 型支架表现出广泛的腐蚀值，导致平均击穿电位为 630 mV v. SCE，标准偏差为 319 mV v. SCE。这一组中的三个器件根本没有经历击穿。该组共测试了9个样品，没有一个数值是异常值。小于10%的重量损失组的平均击穿电位为609mV.v.SCE，12个器件中的8个达到了氧气演化，而氧化层没有击穿。失重最高组的三个激光切割的Z型支架都没有导致任何腐蚀损坏。表1总结了激光切割Z型支架的腐蚀参数。一般来说，随着钝化过程中更多材料的去除，激光切割的Z型支架的平均击穿电位增加，腐蚀击穿值的标准偏差减少。

表1 激光切割Z型支架的腐蚀参数

线形Z型支架的耐腐蚀性也随着后加工失重的增加而增加，与激光切割Z型支架的趋势相同。图1显示了线型Z型支架组的典型极化曲线。

图1 用低、中、高失重量制造的线状Z型支架的典型极化曲线。平均而言，抗腐蚀能力随着失重量的增加而增加。在激光切割的Z型支架上也观察到类似的趋势

低重量损失组的所有支架均出现点蚀，平均击穿电位为 176 mV v. SCE，高重量损失组的所有三个装置均达到氧气释放而氧化层未击穿。重量损失低于10%的组别中，六个设备中有五个达到了氧气进化。其中一个支架在597 mV v. SCE时出现点蚀。由于样本量小，不能确认这是一个真实的结果还是一个异常值。表2总结了线状Z型支架的腐蚀结果。

表2 线形Z型支架的腐蚀参数

尽管随着材料去除量的增加，耐腐蚀性能增加的总体趋势适用于激光切割和金属丝形式的Z型支架，但在结果中仍有一些重要的差异需要注意。图2和图3是箱形图，分别说明了激光切割和线切割产品形式在每个重量损失组中的腐蚀结果的变化。击穿电位（Eb）和氧进化电位（Eox ev）都包括在箱形图中。

图2 腐蚀结果的变化与激光切割Z型支架的重量损失的关系。该数据包括击穿电位和氧进化电位。

图3 腐蚀结果的变化与线型Z型支架的重量损失的关系。该数据包括击穿电位和氧进化电位。

激光切割的Z型支架在低度和中度失重组中的腐蚀值变化更大，而线型装置则不然。在将材料重量损失增加到25%以下后，两种产品形式的变异性明显下降。此外，我们发现，除了一个基准点之外，线型Z型支架比激光切割装置需要更少的材料去除量来持续实现氧气进化。由于这两个设备的制造过程在各个方面都是平行的，从形状设置到钝化，这种差异必须与激光切割过程有关。众所周知，激光切割会产生重铸材料的热影响区（HAZ），如果没有完全去除，会导致不良的疲劳结果。这项研究表明，如果没有完全溶解，热影响区也可能在设备的腐蚀和生物相容性的退化中起到一定作用。计划在这一领域进行进一步研究，以确定在改变加工后的失重量后，究竟还有多少HAZ。

对激光切割和线状Z型支架的SEM分析也显示了两种产品形式在经过不同程度的后处理后，其表面状况的显著差异。图4显示了一系列的SEM图像，描述了激光切割装置的外部和侧面是如何随着材料的去除而变得光滑的。由于激光切割通过创造一个HAZ区域来改变支架的侧壁，侧壁比在简单的线状装置上观察到的要粗糙得多。即使在中等程度的减重下，尽管Z型支架的外表面看起来很光滑，但切割后的侧壁仍然表现出大量的粗糙度。

图4 扫描电子显微镜图像显示了激光切割的Z型支架的侧面和外表面，电化学处理（a）<5%，（b）<10%，和（c）<25%的重量损失

图5显示了线状Z型支架的类似图像进展情况。对于这些装置，通过额外的后处理，线材表面的拉丝线被平滑掉了。因为拉丝线在金属丝的圆周上是一致的，而不是像激光切割Z型支架那样只存在于设备的一个面上，所以即使在中等重量损失的情况下，更均匀的处理也是可能的。激光切割和金属丝成型装置的表面状况与观察到的腐蚀值的差异有很大关系。更光滑的表面处理似乎导致了更高的耐腐蚀性。

图5 扫描电子显微镜图像显示线状Z型支架的电化学处理，(a)重量损失<5%，(b)<10%，(c)<25%。

对线状Z型支架进行了额外的特征研究，以了解氧化层厚度和生物相容性如何受到材料去除量的影响。AES深度剖析显示，与中、高失重组相比，低失重组的氧化层明显更厚。镍离子释放数据也遵循类似的趋势，<5%失重组的设备每天浸出的镍比其他两个失重组多10倍。表3提供了实际的氧化层厚度和镍离子释放测量值。本研究发现的数据与Clarke等人报告的结果一致，后者也表明，镍钛合金上较厚的氧化物导致在浸泡测试期间从装置中浸出的镍数量增加。以前对镍钛合金氧化的研究也显示，较厚的氧化物往往是多孔的和不均匀的，这可能为镍扩散到表面提供了途径。将对激光切割的Z型支架上形成的表面氧化物及其对镍浸出的敏感性进行进一步的特征分析，以确定是否观察到类似的结果。

表3 氧化物厚度和镍离子释放数据

人们怀疑，更大量的重量损失会导致更高和更一致的耐腐蚀性，因为在表面上形成了更均匀的不含镍的氧化层。以前的研究表明，为了使镍钛合金达到卓越的耐腐蚀性，氧化层的均匀性是极为关键的。众所周知，对镍钛合金的典型热处理，如本研究中进行的热处理，会产生一层外层的氧化钛，在其下面是混合氧化物和富镍相的层。如果在后处理过程中没有去除足够的材料，镍的区域可能会暴露在测试溶液中，导致较低的击穿电位，以及镍离子释放。此外，不均匀和厚的表面氧化层，如图4(a)和(b)中激光切割的侧壁上观察到的那些，也更容易在模拟压接和部署这些支架的过程中出现裂纹。钝化过程中产生的较薄的氧化物更纯净、更具保护性，并且在受力时具有弯曲的能力，从而具有特殊的生物相容性。

四、结论

本研究考察了从激光切割或金属丝成型的镍钛合金装置中去除的材料数量与每个装置的生物相容性之间的重要关系。在这两种情况下，制造的Z型支架的腐蚀行为都得到了改善，并且与较高的减重量更加一致。我们还发现，线型Z型支架比激光切割的同类产品需要更少的材料去除，因为不需要去除HAZ。对线型Z型支架的进一步表征显示，更多的材料去除导致了更薄、更均匀的氧化层，在生理溶液中浸泡7天时释放的镍离子更少。基于这些结果，在优化线型或激光切割植入装置的工艺时，必须去除足够的材料，以提高对局部腐蚀（点蚀）的抵抗力，并尽量减少镍离子释放。虽然已经提供了一般的减重指南，但应始终对完成的装置进行腐蚀测试，以确保一致的耐腐蚀性。

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八、齿轮加工不能用哪种机床加工？

齿轮加工不能用普通机床加工，用滚齿机丶插齿机丶磨齿机加工。

九、机床切削加工橡胶材质，如何加工？

车床加工优力胶用用手磨刀。开个排削槽，前、后角尽量大，刀中心要高于工件中心，预防爬刀，不要高转速，加工时要拽着屑。

优力胶，又称聚氨酯PU弹性体，是一种具有强度好，压缩变形小。介于塑料和橡胶之间的一种新型材料，具有塑料的刚性，又有橡胶的弹性。是目前用的比较广泛的，替代橡胶。优力胶是聚氨酯棒/板的另一种叫法。

车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。

十、激光机床和数控机床的区别？

雕刻方式不同。

激光机床利用激光源作为雕刻能量进行雕刻，即使用激光熔化或烧化的方法雕刻。

数控机床是用数字技术控制刀具或激光头和超声波头进行雕刻的。