三維五軸激光切割機床作為切割復雜曲面三維件的激光加工設備，在歐洲、日本已經得到廣泛應用，而且市場需求越來越大，20世紀70～80年代，歐、意、日等國家已相繼開發三維激光切割機，技術發展到現在已經比較成熟，機床原始定位精度也達到10um級，是一種能真正地對三維件進行精密激光切割加工的高端設備。

　　然而，由于我國激光加工設備起步較晚，尤其是三維五軸激光切割機床的制造幾乎還是空白。長期以來，國內高端三維激光加工市場一直由國外廠家壟斷，銷售價格和維護成本也非常昂貴。為適應國內對三維激光加工越來越龐大和戰略性地市場需求，大族激光在2010年就積極地對三維五軸機床進行了研發試制，并取得了突破性進展。

　　圖1 三維五軸激光切割機床

　　三維五軸激光切割機簡介

　　三維五軸激光切割機（圖1）主要適用于航空航天、汽車制造、工程機械、模具、健身器材等領域的碳鋼、不銹鋼、鈦合金、鋁合金等材料的三維精密柔性加工。該設備具有以下特點：

　　⑴高架龍門式結構，橫梁移動，擁有充分的加工空間。

　　⑵光纖激光器電光轉換率高，比相同功率CO2激光器能耗低60%，免光路維護，激光器無氣體消耗，設備運行成本低。

　　⑶三維頭實現n×360°無限旋轉，從切割到焊接，加工頭快速更換，無需調節，提供更穩定的加工。

　　傳統三維件的加工方式不僅效率低下，而且切割效果也很粗糙，還經常因為達不到切割精度而造成工件報廢。采用三維五軸激光切割機床，不僅切割精度高，而且切割端面質量光滑，配備三維離線編程軟件，結合穩定可靠的工件夾具，對客戶的批量化工件可以真正做到一次編程、無限切割，保證工件品質的始終如一。

　　大族激光在三維五軸激光切割機床研發立項之初，就前瞻性地提出采用新興的光纖激光器，相比市場上普遍搭配的CO2激光器，具有無可比擬的節能優勢和維護優勢。同樣功率的激光器，光纖激光器要比CO2激光器電耗低60%，且沒有激光器氣體消耗，光纖激光器也幾乎無需光路維護。大族激通過提供最前沿的激光加工系統解決方案與及時高效的本地化服務，為用戶創造最大價值。

　　經過幾年的沉淀，大族激光在三維五軸柔性機床標準機型的基礎上，針對不同的客戶需求，已經陸續開發了定梁—工作臺移動、懸臂式等結構形式的三維五軸激光切割機床以適應不同行業的需求，并且都已經實現順利投產。同時在機型的配置上，還可以為客戶提供“私人定制”服務，配備電動工作臺、平板和三維件切換工作臺、數控旋轉臺、全封閉式集成防護罩、環保型除塵器等以適應客戶的個性需要。

　　加工實例

　　三維五軸激光切割機加工技術在現代汽車零部件制造中的優勢已成為現代汽車制造不可或缺的技術，代替傳統的手工切割+沖裁模制造方式已成為國際上大力發展的一項先進技術。

　　眾所周知，在模具的制作過程中，修邊、沖孔工序一直是模具制造過程中的難點，特別是一些結構復雜的斜切、斜沖、斜翻等大型汽車模具。修邊線如果采用傳統的制作方式的確十分困難，且需反反復復摸索幾次甚至十多次，給鉗工、加工設備帶來了極大的工作量。不但對鉗工的技能水平提出了較高的要求，而且會嚴重地影響后工序模具的調試。且現實中有很多修邊、沖孔模的切刃材質從成本上考慮采用了合金鋼，如Cr12、Cr12MoV等。如果采用傳統的修邊模制作方法，就難免會對刃口進行多次堆焊。由于諸如上面的材料在進行多次堆焊的過程中，容易開裂而致使鑲件報廢，不得不重新補料再加工。這樣，不但周期會被滯后，而且模具的制作成本也會大幅增加。

　　如果采用三維五軸激光切割機，在開發汽車零件時，拉延模樣件試模成功后，就可以用激光切割來替代修邊、沖孔工序，把切割所得的樣件直接用于下一道翻邊工序進行試模，把所得的最終樣件與檢具進行比較，如果有差異，通過計算機對上次的修邊線進行修整再次切割，直至成功。圖2所示為典型的三維五軸光加工零部件。

　　整個過程節省了兩道工序，完全改變了傳統的單線串行制作方式，很大程度上縮短了工藝流程和降低了模具制作成本。基于三維五軸激光切割機加工技術在現代模具制作的過程中有著這樣明顯的優勢，因此，倍受很多模具企業的青睞，并得到了廣泛、成功的應用。

　　結束語

　　隨著科學技術的進步，三維五軸激光切割機床的成功研制，真正代表我國光學加工工藝技術得到進一步發展。三維激光切割機的開發研制，打破了我國金屬板材激光切割立體加工長期受制于德、意、日等發達國家壟斷的被動局面。同時取得了重大技術突破，從而使我國擺脫了該設備對進口的依賴，大大縮短了我國汽車、航天航空設備、儀器儀表、金屬模具、高檔電氣設備主件等立體設備的制造周期，提高勞動效率，降低生產成本，對推動我國裝備制造業的發展振興將發揮無可替代的作用。