Brian Victor，恩耐激光全球應(yīng)用總監(jiān)
自進入市場以來，光纖激光器在過去的十年里經(jīng)歷了井噴式的增長。今天就讓我們一起來談?wù)?，究竟有哪些因素促成了這段增長歷史，并且成就了當(dāng)今的制造商。
光纖激光器的早期發(fā)展
初入市場時，光纖激光器面臨著與二氧化碳激光器、固體激光器等其它激光器競爭的局面。當(dāng)時，光纖激光器優(yōu)于其它產(chǎn)品的特點包含清潔性、易維護、精準(zhǔn)性以及無需費用高昂的耗材。
隨著技術(shù)的發(fā)展，快速的切割速度成為光纖激光器戰(zhàn)勝其它類激光器的最新優(yōu)勢，同時“低運營成本”也不再是光纖激光器為人推崇的首要因素。相比同功率段的二氧化碳激光器，一臺光纖激光器切割一片薄鈑的速度要足足快三倍之多。
后來，生產(chǎn)效率的大幅提升令光纖激光器迅速搶占了其它產(chǎn)品的切割市場份額，也真正地將光纖激光器的發(fā)展推向了增長曲線的頂端。光纖激光器在切割應(yīng)用市場的出現(xiàn)帶動了與其相關(guān)的泵源技術(shù)的發(fā)展。隨著泵源的不斷改進，光纖激光器不僅獲得了更具競爭力的功率單價，性能也得到了很大的提升。
新市場 新方向
光纖激光器最為矚目的能力之一，是它能夠切割和焊接黃銅、鋁、銅、金、銀等高反射金屬。相較而言，二氧化碳激光器或固體激光器在加工此類金屬時極易受到損傷，因為在加工過程中激光器發(fā)出的光束會從金屬表面反射回來，從而損傷設(shè)備本身。而光纖激光器如今已成功攻克了這一難題。
光纖激光器不僅可用于切割各種高反射金屬，其切割產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛。譬如切割用于電氣連接總線的厚銅，切割用于建材的薄銅，切割/焊接用于珠寶設(shè)計的金或銀，焊接用于機身結(jié)構(gòu)或汽車車身的鋁等。
電動汽車電池，是光纖激光器作為關(guān)鍵制造技術(shù)的另一市場。過去，電池中的電極極片需經(jīng)過修剪、切縫或模切等工序，這些工序不僅會磨損刀具模具，在改變零件設(shè)計時也不夠靈活。而光纖激光切割技術(shù)可以通過編輯圖形在零件上切出任意形狀，這種非接觸式的激光切割工藝免去了每月更換模具或刀具的困擾。
金屬3D打印或增材制造是光纖激光器的另一大應(yīng)用新領(lǐng)域，高質(zhì)量材料打印性能的光纖激光器可輕松制造具有出色尺寸精度和精細分辨率的打印零件。
未來應(yīng)用 無限可能
光纖激光器在增材制造和金屬切割市場的應(yīng)用預(yù)計將持續(xù)保持增長。盡管它在增材市場仍處于起步階段，但其迅猛發(fā)展之勢已證明這一推測。伴隨著持續(xù)提升的生產(chǎn)效率和更具競爭力的成本，光纖激光器的切割應(yīng)用將繼續(xù)成為制造商的經(jīng)濟首選。而這也解釋了為何如今光纖激光器正進入更多的應(yīng)用領(lǐng)域，并逐步替代水刀、等離子、沖裁、剪切等非激光技術(shù)的市場現(xiàn)狀。
如果從功率段來看光纖激光器的發(fā)展軌跡，早期1000至2000瓦的光纖激光器在市場上最受歡迎。隨著人們對加工速度與效率的追求，3000至6000瓦的產(chǎn)品取而代之成為了行業(yè)熱門。未來，這一趨勢預(yù)計將推動行業(yè)對10千瓦以及更高功率段光纖激光器的需求。
遠程激光加工是光纖激光器獲得增長機遇的另一大領(lǐng)域。顧名思義，遠程激光加工是使用振鏡掃描系統(tǒng)遠距離移動激光光束。通過振鏡掃描光束取代移動傳統(tǒng)的焊接頭或切割頭將帶來更快的加工速度，尤其是在關(guān)閉激光切換不同加工區(qū)域時速度更快。
遠程焊接目前只應(yīng)用于大批量的生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，如焊接汽車車門、車身或車座。我們相信引入高達4000瓦高功率段的光纖激光器和低成本/中等性能的遠程振鏡掃描系統(tǒng)將開辟新的激光焊接市場，如制造辦公家具、電器或其它輕工業(yè)產(chǎn)品。
這些發(fā)展機遇需要我們對光纖激光器進行性能和價格的不斷優(yōu)化。通用性和生產(chǎn)效率——始終將是現(xiàn)代制造業(yè)中切割、焊接和其他材料加工市場最為看重的關(guān)鍵因素。
本文發(fā)表于
FFJournal 2018年3月刊
Industrial Laser Solutions 2018年6月刊
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