光纤激光切割机开创钣金加工新时代

国际金属加工网 2018年03月01日

随着全球经济实现恢复性的增长和激光技术高速发展,激光切割技术已广泛应用航空航天轨道交通汽车制造,钣金加工等重点行业。而光纤激光切割机的问世,无疑在整个激光切割史上具有划时代的里程碑意义。

众所周知,光源是激光切割机最核心的部件,有一个问题值得大家注意,那就是:为什么光纤激光器能够作为切割机的光源而在短时间内迅速占领市场并被大家广为推崇?概括起来,主要有以下几点:

一、光纤激光器波长短为1070nm,是CO2激光波长的1/10,这就有利于被金属材料吸收,使其在切割碳钢、不锈钢、以及纯铝、黄铜等高反射材料比传统的CO2激光切割机具有更快的切割速度。

二、光束质量高,从而能够实现更小的光斑直径,即使在更长的工作距离及更深的焦深情况下,仍能提供很快的加工速度,极大地降低工件公差。以配置有IPG 2KW光纤激光切割机为例,其切割0.5mm碳钢的速度可达40m/min。

三、光纤激光器是综合使用成本最低的激光器,可以节省大量费用。由于光纤激光器的电光转换效率高达30℅,从而降低了电能和冷却的效用成本。以同功率2KW光纤激光器和CO2激光器用液氮切割2mm厚不锈钢为例,每小时光纤激光器比CO2激光器节省费用33.94元,按每年工作7200小时计算,单电费这一项,一台2KW光纤激光器就比同功率CO2激光器每年节约高达25万元;同时光纤激光器的切割速度为CO2的两倍,再加上后期维护和占地等节约的费用,使得光纤激光切割机成为众多厂家首选的钣金加工系统。

四、超长的泵浦二极管寿命和免维护,使得光纤激光器成为各厂家的优先之选。

光纤激光器泵浦源采用电信级高功率单芯结半导体模块,平均无故障时间超过10万小时,单芯结半导体模块不需要进行水冷,并可以很容易以极高的效率导入双包层光纤,无需复杂的光学聚焦及导光系统。单芯结可以产生与阵列同样的高输出功率,更高的光束质量以及更长的运行时间。光纤激光器有源光纤芯径极小,避免了传统激光器所具有的热透镜效应,能量传输都是在光纤波导中进行,无需分立的元器件,光纤光栅替代传统激光器中的腔镜,构成谐振腔,无需调整和维护等特点使得光纤激光器在使用过程中基本不需要进行维护。

五、光纤激光器具有体积小、重量轻,结构紧凑、柔性导光等特性便于集成进运动系统这就降低了使用大型切割平台的复杂性;这些重量更轻的部件,应用了更少的组件和更轻的结构,从而能够被高速移动,在保证精确性的同时,降低了运动能量的消耗,同时为厂家节约了大量的占地费用。

六、光纤激光器具有超高的稳定性,在一定冲击、振动、较高温度或有灰尘等及其恶劣环境下仍能进行正常工作,表现出了极高的容忍度。

正是由于光纤激光器具有诸多得天独厚的优势,必将加速其在全球激光切割市场的版图扩张。自1980年起,应用高功率CO2激光器作为光源的薄板激光切割系统全球安装量大致为50,000台;每年销售量大致在3500—4000台左右。因此,高功率光纤激光器的市场渗入将会在系统供应领域掀起一片狂潮。首先,光纤激光器很可能会从CO2激光器供应商那里抢夺市场份额。在高功率CO2激光器供应商的眼中,光纤激光器正逐渐成为一个不断增长的、极具竞争力的对手。其次,光纤激光器可以通过吸收那些还未对CO2激光器表现出兴趣的新系统集成商,来扩展光纤切割机市场。第三,当今众多拥有系统集成的全球性企业供应平板切割机,当他们遇到新的竞争时,大多数采取的措施都是将光下激光产品添加至他们的营销组合中;这三要素正在推动着目前激光切割市场的变革。


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