文/LFWC

金屬板切割和沖壓后，在邊緣上產(chǎn)生的毛刺會(huì)增加人員受傷風(fēng)險(xiǎn)，還有可能損壞或劃傷與之接觸的物品。僅是出于這個(gè)原因，就足夠必要去除這些邊緣的毛刺。通過激光去除這些毛刺，不僅可以選擇性地加固邊緣，還可以提高部件的疲勞強(qiáng)度，減少形成裂紋的傾向。德國弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（Fraunhofer ILT）研制出了最先進(jìn)的激光去毛刺工藝。

圖1：激光去毛刺可以產(chǎn)生光滑、圓潤的邊緣，防止這些毛刺損傷與之接觸的物品。（圖片來源：Fraunhofer ILT）

圖2：部分經(jīng)激光磨圓后的不銹鋼板邊緣，鋼板厚度1.5mm。（圖片來源：Fraunhofer ILT）

在汽車工業(yè)中，激光去毛刺在過去十年中已經(jīng)在一些大規(guī)模生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用。Fraunhofer ILT激光拋光和激光去毛刺專家Edgar Willenborg博士介紹說：“但這項(xiàng)技術(shù)的潛力遠(yuǎn)未被發(fā)掘。”用激光對(duì)金屬板進(jìn)行去毛刺處理并不復(fù)雜，不僅可以提高部件質(zhì)量，并且由于加工速度高達(dá)12m/min，因此也可以提高生產(chǎn)效率。

諸多優(yōu)勢

原則上，去毛刺是必要的，以盡量減少受傷風(fēng)險(xiǎn)。此外，切割和沖壓邊緣上的尖銳毛刺經(jīng)常會(huì)劃傷電纜表面，造成損壞和潛在風(fēng)險(xiǎn)。到目前為止，去毛刺最常用的方式是機(jī)械加工。然而，F(xiàn)raunhofer ILT研究表明，激光工藝在去毛刺方面具有明顯優(yōu)勢。激光去毛刺的過程本身并不復(fù)雜。Willenborg解釋說：“激光焦點(diǎn)必須落在板材邊緣的前部，并完全覆蓋板材邊緣。”在那里，聚焦的光束會(huì)短暫地熔化金屬邊緣和毛刺。然后，液態(tài)金屬自身會(huì)在表面張力的作用下，變得很光滑。這將創(chuàng)建一個(gè)圓滑的邊緣。“通過適當(dāng)?shù)倪^程控制，不僅可以使邊緣變得圓滑，還可以有針對(duì)性地加強(qiáng)邊緣。”Willenborg說道。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，F(xiàn)raunhofer ILT增加了激光功率。更多的能量輸入能熔化更多材料，這些材料像加強(qiáng)的圓形接縫一樣，形成在邊緣周圍。

光滑、圓潤的邊緣可防止其劃傷及損壞電纜或與之接觸的其他物品。除此之外，激光加工還能實(shí)現(xiàn)更多好處，比如形成無缺陷的邊緣。Willenborg強(qiáng)調(diào)：“無缺陷的邊緣將使金屬板部件在疲勞強(qiáng)度和機(jī)械成形行為方面，具有明顯優(yōu)勢。”

高強(qiáng)度鋼的測試表明，激光去毛刺使其疲勞強(qiáng)度提高了220%；同時(shí)，變形程度提高了240%；另外，還可以避免邊緣裂紋，去毛刺過程中的激光熔化消除了機(jī)械加工造成的邊緣微缺陷，而這種肉眼看不見的預(yù)損傷通常是形成裂紋的開始。

激光去毛刺快速、清潔、成本低

Willenborg表示，激光去毛刺相比于機(jī)械工藝的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生研磨粉塵。激光工藝只會(huì)短暫熔化多余的材料，而不是將其去除，因此將激光去毛刺集成到現(xiàn)有的工藝鏈和生產(chǎn)環(huán)境中相對(duì)容易。在集成可行的情況下，激光去毛刺的優(yōu)勢很快就會(huì)顯現(xiàn)出來。他強(qiáng)調(diào)：“激光去毛刺特別適合高應(yīng)力部件。”以汽車底盤零件為例，其邊緣區(qū)域疲勞強(qiáng)度的增加，使得制造商能夠?qū)⑵湓O(shè)計(jì)得更薄，從而也更輕，最終使得汽車更省油。

對(duì)于成型的3D鈑金部件，激光器可以安裝在機(jī)器人手臂上執(zhí)行去毛刺操作。光纖耦合的半導(dǎo)體激光器已經(jīng)能夠用于去毛刺工藝，并且處于近紅外波段的標(biāo)準(zhǔn)激光器價(jià)格便宜，也很容易獲得。