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体积仅有1/10! 小体积激光器助力激光切割用户降本增效

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放大字体  缩小字体 发布日期:2023-03-01   浏览次数:438976
核心提示:近年来,万瓦激光器已经成为工业激光领域的标配产品,万瓦激光的普及大幅提升了工业加工的效率和能力边界。随着激光应用日益普及

近年来,万瓦激光器已经成为工业激光领域的标配产品,万瓦激光的普及大幅提升了工业加工的效率和能力边界。随着激光应用日益普及,各种新场景、新需求的出现也对激光厂家提出了更多要求。在激光器的发展过程中,笔者发现“小型化”正成为一股新的浪潮,在近几年吸引了不少主流厂商入局。这种新兴的、更小体积的激光器,又有着怎样的竞争潜力

单模块万瓦激光器——小体积高功率激光应用探路者

众所周知,目前市面上常见的万瓦激光器通常采用多模合束的方式,通过多个独立的小功率光纤激光器模块将“多路小功率激光”耦合成“一路高功率激光”。能够通过合束提升功率,恰恰是光纤激光器取代其他激光器成为金属加工主流选择的关键特性之一。

但随着更高功率需求的出现,人们发现参与合束的模块数量过多,会明显降低光束质量,进而影响切割精度及端面质量。要确保高品质的高功率输出,必须降低参与合束的激光模块数量,而其中的关键则是提升单个激光模块的输出功率。

在这一理念的指引下,部分厂家开始投入对单模块高功率激光器的研发。2018年,国产万瓦激光器(通过2kW、3kW激光模块合束)开始走向工业应用,2019年后,单模块4kW、单模块5kW、单模块6kW激光器陆续问世,直到2021年,单模块12kW激光器开始进入工业市场。

单模块万瓦激光器的出现,让40kW、50kW甚至更高功率的多模激光合束变得更加轻松,同时也让合束后的激光保持相对理想的光束质量,确保加工品质。对单模块激光器自身而言,更好的光束质量、更快的切割速度(切割6mm以下不锈钢速度比肩20kW多模激光器,切割8-20mm不锈钢速度比肩15kW多模激光器)也让其快速受到市场青睐。与此同时,单模块12kW激光器相比多模12KW激光器体积减少约60%,重量减少约40%,迈出了小体积高功率光纤激光器应用探索的第一步。

体积仅有1/10——光纤激光器炼成“缩骨功”

尽管单模块12kW激光器的体积已经大幅缩小,但对集成商和终端用户而言并没有太实质性的变化——依然需要独立的占地面积,需要搭建独立的空调房。小体积的光纤激光器,体积还能做得更小吗?能对激光设备带来实质性的改变吗?

很快,北京热刺激光给出了答案。

2022年,热刺激光推出了截至目前体积最小的单模块12kW光纤激光器——FC12000。据了解,这款激光器体积仅有0.096m3,为国内头部同行12kW单模块激光器的12%!同时,这款激光器重量小于160kg(包括电源线、控制线),约为同行的32%。可以说,这是在单模块激光器向多模激光器发起“体积革命”后,又一次令人震惊的体积变化。

体积仅有 1/10! 小体积激光器助力激光切割用户降本增效

热刺小体积激光器的出现,给激光切割设备带来了一种新的思路——取消单独的空调房,将激光器集成进机床控制柜里。这意味着激光设备的集成度将进一步提升,用户也不再需要预留空调房的位置,设备维护变得更加轻松。

更重要的是,由于所周知的缘故,2022年海运成本大幅上涨,甚至出现了运费比货贵的情况。在这样的环境下,一个集装箱内如果能装更多的货物,将为企业节约巨大的物流成本。笔者获悉,这款体积仅有同类产品1/10的12kW激光器,已经在印度、墨西哥等海外市场落地生根,配合新的机床结构与巨大的物流成本优势,成为海外用户的不二选择。

可以预见的是,光纤激光器“缩骨”成功,有望颠覆现有的光纤激光市场格局。一方面,亮度更高、体积更小、重量更轻的12000W单模块激光器在自身属性上,较传统激光器有了多维度的升级;另一方面,更高的集成度、更稳定的性能、更少的占地面积以及更低的物流成本也大大降低了用户的负担,让集成商“减负”、让最终用户“降本增效”;除此之外,这种体积只有过去1/10的光纤激光器新形态,也将大大丰富光纤激光设备的应用场景,实现对更广阔的激光蓝海市场的拓展,以创新打破内卷格局。

扬帆蓝海——切入自动化产线,拥抱智能制造

不可否认的是,过去十余年钣金切割应用是光纤激光发展的最重要推手,但当国内光纤激光技术逐渐成熟后,粗放式金属加工已成为更考验激光厂家综合实力(品宣、资源整合、价格)的市场,技术指标的已不再是厂家选购设备的主要依据。而这也造成了光纤激光市场的“红海化”。小体积激光器的出现,除了解决传统多模激光器故障率高的缺陷外,还有望凭借诸多优势,实现红海市场的破局,进一步打开激光应用的新场景、新市场。

传统的钣金切割市场往往对应大幅面激光加工机床,与机床本身的占地面积以及电控柜、冷水机、空压机等配件占地面积相比,激光器多占地5-10㎡影响不大。但对于一些自动化程度较高的产线(汽车、汽配、锂电等)而言,每个工位的空间有限,无法安置大型激光器与大功率冷水机。因此,小体积激光器的出现,能够快速填补一些激光加工优势明显、但因成本、空间等因素而未能普及的精密加工场景。

体积仅有 1/10! 小体积激光器助力激光切割用户降本增效

尤其在当下,自动化、智能化正以不可逆转的态势向各制造领域普及。在汽车、汽配、锂电等与激光制造密不可分的领域,产线的智能化升级将对激光器带来大量需求。而这些需求,也只有体积更小、集成度更高的“小体积”激光器才能填补。

从目前的市场反馈来看,小体积激光器已经被市场接受,出货量喜人,但距完全打开前述的产线式精密加工场景仍有一段路要走。热刺激光技术人员表示:“小体积激光器与较精密的、自动化程度较高的产线契合度非常高,但就目前而言我们的激光器体积还是偏大,尽管已经较过去缩小很多了。如果激光器体积能再缩小一半,那未来的应用空间会更广阔。热刺激光一方面在做更小体积激光器的尝试,另一方面也在做单腔输出更高功率的尝试。我们期待,中国光纤激光市场能早日走出价格战的泥潭,也希望大家能把握住新的市场机遇。”

 
 
 
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