一种多层复合铝板激光切割除尘装置的制作方法

本技术涉及铝板切割，尤其是涉及一种多层复合铝板激光切割除尘装置。

背景技术：

1、铝基复合板是以铝蜂窝芯或发泡铝复合铝板作为基材，铝板表面复合pvc膜、木皮、石材、布纹、皮革等饰面的新型板材。板材具有高整体受力和局部受力强韧性，平整大幅面不翘曲不变形，质量轻、耐腐蚀、阻燃、环保等优良性能，被广泛应用于建筑幕墙、轨道交通、航空航天等机械领域。

2、随着行业对材料寿命、安全可靠性及耐候性要求的不断提升，传统复合铝板在长期使用中暴露出的界面脱层、鼓泡等问题日益受到关注。这些问题的出现不仅影响美观，更会严重削弱结构的整体性和承载能力，成为制约其在高价值或长寿命周期场景中进一步应用的关键技术瓶颈。因此，开发能够从根本上提升界面结合耐久性的新型复合结构是当前该技术领域的重要发展方向。

3、同时，在铝板切割过程中，由于多层复合铝板中间层通常为聚乙烯、聚丙烯或蜂窝芯等有机材料，激光高温作用下，这些芯层材料会迅速分解，产生大量含有苯系物、一氧化碳等有毒成分的烟雾，同时铝质表层熔化后形成高温熔渣。这些烟雾和熔渣若不及时处理，一方面会严重污染工作环境，危害操作人员健康；另一方面，熔渣极易飞溅并附着在激光切割头的光学镜片上，导致镜片透光率下降、聚焦能力减弱，甚至造成镜片永久性损伤，严重影响切割质量和设备寿命。

4、现有技术中的除尘装置多采用单一侧向吸尘或底部抽风方式，难以有效捕捉切割点正上方及周围扩散的烟雾，且缺乏对切割头镜片的主动保护机制，无法满足多层复合铝板连续、高效、高质量切割的工业需求。

技术实现思路

1、为了提升除尘效率、降低环境污染，进而本技术提供一种多层复合铝板激光切割除尘装置。

2、本技术提供的一种多层复合铝板激光切割除尘装置采用如下的技术方案：

3、一种多层复合铝板激光切割除尘装置包括机架以及工作台，所述机架上活动连接有安装块，所述安装块位于所述工作台的上方且其面向所述工作台一侧安装有激光切割头，所述安装块上设置有与所述激光切割头同轴设置的环形吸尘罩，所述环形吸尘罩的内侧设置有环形管道，所述环形管道用于与外部气源连通，所述环形管道的周侧壁上设有多个朝向所述激光切割头轴线方向向下倾斜的喷气嘴；所述环形吸尘罩上设有与所述环形吸尘罩内部相连通的负压接口，所述机架上设置有吸气泵，所述吸气泵与所述负压接口相连通，所述机架上还设置有过滤装置，所述吸气泵远离所述负压接口的一端连接于所述过滤装置；

4、所述激光切割除尘装置用于对多层复合铝板进行切割，所述多层复合铝板由包括以下步骤的方法制备：

5、s1、预处理，对铝合金面板的复合面进行清洗、脱脂和干燥处理；

6、s2、界面结构加工，采用精密数控雕刻或者激光加工工艺，在面板复合面上加工出具有分形轮廓、锥度及微沟槽的凸榫阵列，在芯层对应面加工出匹配的凹槽阵列；

7、s3、涂胶，通过涂胶装置将胶黏剂均匀涂布在面板或芯层的加工后的界面上；

8、s4、组坯，将上面板、芯层、下面板按顺序对齐叠放，确保凸榫与凹槽初步对位；

9、s5、热压复合，将组坯件送入热压机，按照预设的温度-压力-时间曲线进行压合，使凸榫与凹槽完全咬合，胶黏剂流动填充并固化；

10、s6、后处理，保压冷却后取出，进行检验、并采用激光切割除尘装置进行切割。

11、通过采用上述技术方案，通过将环形吸尘罩与环形管道同轴集成于安装块上，使切割头、环形管道、环形吸尘罩形成由内而外的嵌套布局。环形吸尘罩在切割点外围形成连续的环形负压区，能够在烟尘产生源头实施近源即时捕集，有效抑制烟尘向周围环境扩散；位于内侧的环形管道通过向下倾斜的喷气嘴喷出气体，在激光切割头下方形成一道下压式气幕屏障，该气幕直接阻隔高温烟尘、焦油雾滴及铝质熔渣向上侵袭光学镜片，避免镜片表面污染、烧蚀及透光率下降，从而保障激光聚焦精度和切割质量；同时，下压气幕对烟尘具有导向作用，能够辅助将烟尘压入外侧的环形负压腔，与负压抽吸形成协同增效，进一步提升除尘效率。含尘气体经吸气泵输送至过滤装置净化处理后排放，实现了多层复合铝板激光切割过程中高效除尘与光学镜片主动防护的有机统一，满足连续、高质量切割的工业需求。

12、优选的，多个所述喷气嘴沿所述环形管道的周向等角度均布，所述喷气嘴的轴线与水平面之间的夹角为30°~60°。

13、通过采用上述技术方案，通过限定喷气嘴沿环形管道周向等角度均布，使喷出的保护气体在激光切割头四周形成连续、均匀且无薄弱区域的环形气幕，避免局部防护失效导致烟尘从间隙处向上侵袭光学镜片；同时，将喷气嘴轴线与水平面的夹角限定在30°至60°范围内，使喷射气流具有适度的下压分量和径向扩散分量，既能够产生足够的向下动压以阻隔高温烟尘、焦油雾滴及熔渣向上运动，又能保证气幕具有合理的覆盖半径而不会过度集中于切割焦点区域干扰正常切割过程，从而在保证镜片清洁和切割质量稳定的前提下，辅助将烟尘导向外侧环形负压腔，与负压抽吸形成协同增效，进一步提升除尘效率与系统运行的可靠性。

14、优选的，所述环形吸尘罩包括內罩体和和套设在所以內罩外的外罩体，所述内罩体和所述外罩体之间形成负压腔，所述內罩体固定连接于所述安装块上，所述安装块上开设有沿竖直方向延伸的环形滑移槽，所述外罩体滑移连接于所述环形滑移槽内，且所述外罩体在重力作用下其底端抵接于工作台表面或待切割铝材表面。

15、通过采用上述技术方案，外罩体利用安装块上沿竖直方向延伸的环形滑移槽实现上下滑移，并在自身重力作用下自适应地抵接于工作台或待切割铝材表面，从而能够根据待切割板材的厚度自动调节罩设高度，在激光切割头水平移动加工过程中持续保持对切割区域的环绕罩设状态，有效封堵罩体底部与板材之间的间隙，显著减少烟尘从该间隙向外溢出，提高了负压捕集的密封性和除尘效率。

16、优选的，所述滑移槽内固定连接有弹簧，所述弹簧的两端分别固定连接于所述外罩体的顶端和所述滑移槽内壁。

17、通过采用上述技术方案，利用弹簧的弹性回复力与外罩体自身重力共同作用，使外罩体底端能够更加可靠地抵接于工作台或待切割铝材表面。当切割头下降或板材厚度变化导致外罩体被向上顶推时，弹簧被压缩储能，对外罩体施加向下的弹性恢复力；当切割头抬升时，弹簧释放能量辅助外罩体快速向下复位，从而增强外罩体对板材表面的跟随贴合能力，有效补偿因板材表面不平整或切割头振动引起的瞬时间隙，进一步减少烟尘从罩体底部泄漏，提升负压捕集区域的密封稳定性和除尘效率。同时，弹簧的缓冲作用能够减轻外罩体底端与板材表面接触时的冲击，降低对板材表面的划伤风险，延长外罩体及密封结构。

18、优选的，所述外罩体的下端面低于所述内罩体的下端面，所述内罩体的下端面低于所述喷气嘴的下端出口，且所述内罩体的下端面与所述外罩体的下端面之间形成环形的进烟间隙。

19、通过采用上述技术方案，限定外罩体下端面低于内罩体下端面，使外罩体能够在抵接工件表面时形成完整的外围罩设，减少烟尘侧向外逸；同时内罩体下端沿低于喷气嘴出口，对倾斜喷出的保护气流形成径向遮挡，阻止正压气幕直接吹入负压腔，避免正压气流与负压抽吸相互干扰导致的气流短路和能量耗散；内罩体下端沿与外罩体下端沿之间保留的环形进烟间隙则构成了烟尘进入负压腔的侧向通道，在保证气幕隔离效果的同时，确保切割点产生的烟尘能够顺畅地被负压抽走，兼顾了镜片保护与除尘效率。

20、优选的，所述负压接口通过吸尘管道与所述吸气泵的进气端相连通，所述吸气泵的出气端通过输气管道与所述过滤装置相连通，所述外罩体侧壁的中上部、所述吸尘管道的外壁以及所述输气管道的外壁均缠绕有电伴热带，所述电伴热带的外部包覆有保温层，所述电伴热带用于将烟气接触壁面的温度维持在160℃～200℃；

21、所述外罩体的底端外壁不设置电伴热带，且所述外罩体的底端设有隔热环，所述隔热环用于与待切割铝材表面或工作台表面抵接。

22、通过采用上述技术方案，通过在环形吸尘罩外侧壁以及从负压抽吸端到过滤装置前的全部输运管道外壁缠绕电伴热带并包覆保温层，将烟气所接触的壁面温度持续维持在160℃至200℃区间，该温度高于聚乙烯、聚丙烯热分解焦油的高粘附温度区间，使烟尘在流经吸尘罩及管道的过程中保持气态或低粘度的气溶胶状态，无法在内壁冷凝粘附，从而有效防止管道因焦油粘附而逐渐缩径堵塞，避免环形吸尘罩外壁因焦油累积而污染板材表面，保证负压抽吸气路长期畅通，降低系统维护频次，将电伴热带限定于外罩体中上部缠绕，使外罩体底端保持相对较低的温度，避免加热区域与板材或工作台直接接触传热；底端隔热环既起到物理隔热作用，又维持了对切割区域的浮动密封，从而在实现防焦油粘附的同时，消除了对铝塑板材芯层的热损伤风险，保证了板材加工质量和密封结构的耐久性。

23、优选的，所述环形吸尘罩的内壁、所述吸尘管道的内壁以及所述输气管道的内壁均涂覆有耐高温防粘涂层，所述耐高温防粘涂层为聚四氟乙烯涂层或陶瓷基复合防粘涂层。

24、通过采用上述技术方案，通过在烟气接触壁面上增设耐高温防粘涂层，进一步降低焦油及熔渣颗粒与壁面的粘附力和润湿性，即使因工况波动导致局部温度短暂下降，也能有效抑制烟尘在壁面的粘附堆积；涂层与外部电伴热带协同作用，形成温度控制与表面改性的双重防护，显著减少管道内壁结垢和环形吸尘罩内壁积灰，维持气流通畅和负压稳定，降低系统停机清理频率，延长除尘装置的无故障运行周期。

25、优选的，所述隔热环的底端设有柔性密封件，所述柔性密封件为耐高温硅胶片或毛毡密封条，所述柔性密封件用于在所述外罩体抵接时同时覆盖待切割铝材表面、所述工作台表面以及所述铝材与所述工作台之间的高度差区域。

26、通过采用上述技术方案，通过在外罩体底端设置柔性密封件，利用硅胶片或毛毡密封条的弹性变形能力自适应地填充铝材上表面与工作台表面之间的高度差，即可在切割头移动过程中持续保持对切割区域的环绕密封，有效封堵铝材边缘及工作台表面的泄漏通道，减少烟尘从罩体底部外逸。

27、优选的，所述工作台的两侧均固定设有支撑板，所述支撑板上固定安装有第一液压杆，所述第一液压杆的活塞上固定连接有推板，所述支撑板上设置有滑道，所述滑道上滑动连接有补充板，所述推板抵接于所述补充板的侧壁并将所述补充向待切割的铝材方向推动，所述补充板上位于切割线的延长线上位置开设有避让槽；所述滑道上可根据待切割铝材的厚度更换不同厚度的所述补充板，使得所述补充板的上表面与待切割铝材的上表面齐平，所述外罩体的底端用于同时抵接于所述铝材表面和所述补充支撑板表面。

28、通过采用上述技术方案，通过在两侧设置可水平调节的补充板，将工作台局部垫高至与铝材上表面等高，使外罩体底端在铝材边缘切割时仍能获得连续、无悬空的支撑平面，从而维持负压腔的完整罩设状态，避免铝材边缘处因外罩体悬空导致的密封失效和烟尘泄漏，适应不同规格铝材的切割需求，在滑道上更换向对应厚度的补充板。同时，避让槽在补充板与铝材侧边之间预留的间隙，避免激光沿轮廓切割至板边时损伤补充板。

29、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

30、通过将环形吸尘罩与环形管道同轴集成于安装块上，使切割头、环形管道、环形吸尘罩形成由内而外的嵌套布局。环形吸尘罩在切割点外围形成连续的环形负压区，能够在烟尘产生源头实施近源即时捕集，有效抑制烟尘向周围环境扩散；位于内侧的环形管道通过向下倾斜的喷气嘴喷出气体，在激光切割头下方形成一道下压式气幕屏障，该气幕直接阻隔高温烟尘、焦油雾滴及铝质熔渣向上侵袭光学镜片，避免镜片表面污染、烧蚀及透光率下降，从而保障激光聚焦精度和切割质量；同时，下压气幕对烟尘具有导向作用，能够辅助将烟尘压入外侧的环形负压腔，与负压抽吸形成协同增效，进一步提升除尘效率。含尘气体经吸气泵输送至过滤装置净化处理后排放，实现了多层复合铝板激光切割过程中高效除尘与光学镜片主动防护的有机统一，满足连续、高质量切割的工业需求；

31、利用弹簧的弹性回复力与外罩体自身重力共同作用，使外罩体底端能够更加可靠地抵接于工作台或待切割铝材表面。当切割头下降或板材厚度变化导致外罩体被向上顶推时，弹簧被压缩储能，对外罩体施加向下的弹性恢复力；当切割头抬升时，弹簧释放能量辅助外罩体快速向下复位，从而增强外罩体对板材表面的跟随贴合能力，有效补偿因板材表面不平整或切割头振动引起的瞬时间隙，进一步减少烟尘从罩体底部泄漏，提升负压捕集区域的密封稳定性和除尘效率。同时，弹簧的缓冲作用能够减轻外罩体底端与板材表面接触时的冲击，降低对板材表面的划伤风险，延长外罩体及密封结构；

32、通过在环形吸尘罩外侧壁以及从负压抽吸端到过滤装置前的全部输运管道外壁缠绕电伴热带并包覆保温层，将烟气所接触的壁面温度持续维持在160℃至200℃区间，该温度高于聚乙烯、聚丙烯热分解焦油的高粘附温度区间，使烟尘在流经吸尘罩及管道的过程中保持气态或低粘度的气溶胶状态，无法在内壁冷凝粘附，从而有效防止管道因焦油粘附而逐渐缩径堵塞，避免环形吸尘罩外壁因焦油累积而污染板材表面，保证负压抽吸气路长期畅通，降低系统维护频次，将电伴热带限定于外罩体中上部缠绕，使外罩体底端保持相对较低的温度，避免加热区域与板材或工作台直接接触传热；底端隔热环既起到物理隔热作用，又维持了对切割区域的浮动密封，从而在实现防焦油粘附的同时，消除了对铝塑板材芯层的热损伤风险，保证了板材加工质量和密封结构的耐久性。