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【行业资讯】奔腾创鑫联合发布6万瓦激光切割机 吹响工具替代新号角

2023年3月29日,第24届ITES深圳工业展盛大开幕!本届展会上,6万瓦激光切割机无疑成为整个光电展区“最耀眼的仔”。在奔腾激光展台上,我们现场见证了全球首台60kW激光切割机的揭幕仪式,见证了60kW针对50mm厚板的“秒穿孔”以及如薄板般的切割速度,也见证了奔腾与创鑫签署战略合作协议的里程碑时刻。

然而,在本月初奔腾激光创鑫激光通过维科网激光直播平台首次在云端展示6万瓦激光切割机并引起广泛关注后,业内也发出这样的疑问:5万瓦已经很快了,6万瓦还有必要吗?刚刚问世的6万瓦切割机能稳定吗?激光切割机拼功率什么时候才是尽头?带着这些问题,笔者在展会现场与奔腾激光总裁吴让大先生进行了深入交流。

市场需要6万瓦吗?

多年以前,业内主流声音认为,6kW激光能够覆盖市场上98%的需求,追求更高的功率并没有太大意义。然而,以奔腾激光为代表的企业一直致力于解决厚板加工难题,不断引领着高功率激光设备的发展,并不断刷新着激光切割金属的厚度上限、速度极限。

随着激光切割金属的能力日渐提升,替代等离子等传统加工设备也成为万瓦激光切割机的最大增长点。在吴让大看来,过去推出2万瓦、3万瓦切割机就是奔着替代等离子加工的方向努力,但因为功率不够,3万瓦面对100mm以上的厚板只能做极限切割,无法稳定量产,因此只能替代部分等离子市场。而6万瓦的出现,将不锈钢切割极限厚度提升至315mm,能实现100mm以下不锈钢的稳定批量切割,其中200mm不锈钢切割速度是锯床加工的15倍;将碳钢空气切割的极限厚度提升至50mm(速度是等离子切割的3倍),基本上能完全替代等离子、火焰、锯床等传统的厚板加工工艺。

当前,在厚板需求量极大的船舶、重型机械、钢结构等行业仍以等离子、火焰等传统工具作为主流选择。6万瓦激光切割的问世,打破了过去激光无法企及的厚度,让钢锭、铁锭等超厚材料加工成为可能,也将推动激光切割工艺加速进入超厚板加工市场。

而在10-30mm的中厚板加工领域,6万瓦的出现可以说是重新定义了激光切割的效率。早年间业内将切割速度大于10m/min的板材定义为薄板,当时20mm属于需要专门立项攻关的厚板领域。而6万瓦空气切割20mm碳钢能够轻松达到11m/min的速度,过去的高难度厚板已经被归入薄板行列目前,厚度为10-20毫米金属板的加工量几乎占据了加工总量的60%以上,6万瓦将让这一范围的金属加工效率大幅提升,加工质量也较过去更有提升。

携手创鑫,签署战略合作协议

提到激光切割迎来全面替代等离子的机遇,不得不提到国产超高功率激光器的代表企业——创鑫激光。作为一个立足于深圳的民营企业,创鑫激光在无背景、无资源的情况下,靠产品说话,多年来一直致力于给激光应用提供更快的刀,持续引领着国产超高功率光纤激光器的发展与应用。国内首台应用于工艺领域的25kW、30kW、40kW、50kW,以及今天正式推出的60kW均出自创鑫手笔。

对于与创鑫激光签署战略合作协议,吴让大表示:“这些年光纤激光器的竞争非常激烈。我们在这种激烈的竞争环境中,看到了创鑫激光坚定落实超高功率的发展战略,并且取得不错的成绩,产品质量也有了很大的提升。而这与奔腾现阶段的发展战略非常匹配,因此我们选择创鑫激光成为战略合作伙伴。

正如吴总所言,创鑫激光在激烈的竞争环境下一路披荆斩棘、打破种种质疑。创鑫激光很早就意识到市场对于超高功率激光应用的需求,但当时万瓦激光应用才刚刚露出苗头,市面上包括切割头在内的各种配套部件发展十分不完善。在这样的背景下,创鑫激光面对“有器无头、不实用”的质疑声不断前行,甘当业内第一个吃螃蟹的先行者,通过提升激光器功率倒逼上下游配套升级,引领整个行业前进,并最终打造了国内的超高功率激光生态。

2021年,创鑫激光推出包含激光器、切割头、控制系统在内的“三合一”系列,亲自下场攻克超高功率切割头难题。2022年,创鑫激光5万瓦激光器和切割头同步落地,帮助无锡某不锈钢厂实现加工效率革命。

创鑫激光品牌负责人曾剑锋表示:“经过多年的摸索,我们认定万瓦激光能够有效解决客户最关注的效率问题,而6万瓦将帮助客户建立新的‘代差优势’,在切割质量、切割效率和高集成智能化方面为客户带来全面升级。我们去年就将6万瓦激光器交付奔腾激光进行工艺测试,去年年底工艺参数就已经出炉。与奔腾建立战略合作关系,既是基于双方战略目标的匹配,也是创鑫激光夯实超高功率激光器引领者地位的体现。”

6万瓦的难点和稳定性保障

对于全球首台6万瓦激光加工设备,用户最关注的应当是稳定性的问题,其中最核心的难点在于激光器和切割头。

创鑫激光的6万瓦光纤激光器继承了全球独步的单模块万瓦“一高(泵源光输出高亮度、有源纤芯高亮度)、二小(泵源光小芯径、信号光小芯径)、三包层(独创专利、承载万瓦泵浦光)”的优良基因,具备结构紧凑、高亮度及高可靠性等优良特性。

凭借“器件先行”战略深厚的积累和创新,创鑫激光新一代泵浦光能量密度在原有基础上进一步提升26%,体积仅为之前的20%,降低了整体复杂度及体积,并保持了高功率在的小芯径输出,保持了优异的光束质量此外,创鑫激光采用国内独家专利的三包层光纤,采用石英、树脂双重泵浦光保护,耐受泵浦光和信号光是普通单模双包层光纤的10倍,大大降低烧纤几率,确保了小芯径高能量输出的稳定性

最终,创鑫激光推出的60kW光纤激光器光束质量、器件数量均与多模块20kW相当,体积仅比多模块20kW略大,可以实现标配150um芯径,定制100um芯径,能量密度高达764MW/cm2,能够实现更快的切割效率。

而在切割头方面,奔腾激光2年前就开始立项攻关6万瓦激光切割头。经过两年的努力,实现了在长时间负载切割的情况下,切割头依然能保持温度稳定性和温度梯度稳定性,并在密封性、传感器等方面做了诸多改进,确保了6万瓦切割头能够用于稳定生产。

6万瓦后,激光应用何去何从?

当然,吴让大也没有回避最尖锐的问题——激光切割机拼功率什么时候才是尽头?6万瓦之后,还会上8万瓦、10万瓦切割机吗?

对于这一问题,吴总给予了正面回答,他表示:“以目前我们对6万瓦工艺参数的理解,我们认为激光切割机发展到6万瓦可以告一段落了,因为目前的6万瓦激光切割机已经具备完全取代等离子、火焰切割的能力。再去进一步提高激光功率,对切割效率和切割能力贡献已经不那么明显,反而会进一步增加用户的成本,也会进一步增加能耗,不利于环保。因此,我们会在6万瓦这个阶段停一段时间,把更多精力放在寻求工艺突破方面。未来,我们有信心做到在6万瓦功率不变的层面上,实现切割效率、切割质量的进一步提升。

在切割功率封顶之后,吴让大认为下一步的重心将在开发针对超厚板的高功率激光焊接方面:“从市场角度来说,厚板焊接和厚板切割其实是同一个市场,同一类客户群体,我们介入这一市场难度并不大。而且我们在高功率焊接领域早有布局,并且积累了一定的先发优势。我相信,在5年之后,电弧焊、氩弧焊等传统焊接工艺会像现在的等离子切割一样,慢慢被高功率激光焊接、激光复合焊接所取代。

而创鑫激光实际上也早早开始了高功率之外的多线布局。一方面,创鑫激光针对激光应用的“工具化”趋势,开发了极具性价比的标记、焊接工具产品,并大力推动激光工具的电商化,推动激光走进千家万户;另一方面,创鑫激光也针对时下火热的新能源市场做了充分的技术布局,目前已成为国内某头部动力电池厂的核心光源供应商。

正如曾剑锋所说:一家独大无法推动激光事业的发展,百花齐放才是产业发展主旋律。创鑫激光与奔腾激光的战略合作,既能以更具性价比的价格让钣金行业受益,还会用更好的品质、更好的性能、更好的技术,让整个行业有全新的选择,并将全力以赴为新行业、新客户提供更高效的解决方案。


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