自激光技術(shù)被引進鈑金加工行業(yè)以來,激光切割機就憑借速度快、精度高、更環(huán)保等優(yōu)勢受到市場歡迎。近十年我國激光切割市場一直保持高速增長,推動我國激光產(chǎn)業(yè)及高端制造業(yè)發(fā)展的進程。2021年,我國激光切割市場達280.1億元。
激光切割頭是激光切割機的核心部件之一,是激光通向材料表面的“最后一棒”,切割頭的核心光學(xué)技術(shù)對加工質(zhì)量有著最直接的影響。隨著激光切割機核心光源的變化與功率提升,激光切割頭也經(jīng)歷了多次升級換代,在智能制造日益普及的當下,激光切割頭也在朝智能化方向發(fā)展。
百超迪能自成立以來一直深鉆激光切割頭的核心光學(xué)技術(shù)。隨著激光切割智能化的趨勢日益明顯,百超迪能與瑞士百超總部進行跨國聯(lián)合研發(fā),推出了百超迪能第7代激光切割頭:By-Power智能切割頭。
YAG固體激光時代——憑借自研切割頭占領(lǐng)60%市場
實際上,早在2008年公司初創(chuàng)之時,迪能激光就已開始自主研發(fā)生產(chǎn)切割頭。當時國內(nèi)激光切割機市場正處于起步階段,市面上的激光切割機主要以CO2激光切割機和YAG激光切割機為主。迪能激光作為國內(nèi)激光行業(yè)的早期開拓者,帶領(lǐng)團隊自主研發(fā)生產(chǎn)銷售YAG激光切割機。但在當時,國內(nèi)激光企業(yè)缺乏對激光切割頭的自產(chǎn)能力,進口切割頭幾乎是國內(nèi)YAG激光切割機廠家的必選項。
為確保設(shè)備擁有穩(wěn)定可靠的加工品質(zhì)優(yōu)先于同行業(yè),迪能激光在研發(fā)YAG激光切割機的同時也在研發(fā)切割頭。隨著核心光學(xué)技術(shù)壁壘被研發(fā)團隊突破,迪能激光在2008年就自主研發(fā)出適用于YAG固體激光切割機的手動調(diào)焦切割頭,并使迪能激光的YAG固體激光切割機擁有優(yōu)于同行更好的匹配度和穩(wěn)定性。
基于這一核心優(yōu)勢,迪能激光研發(fā)生產(chǎn)的YAG固體激光切割機在2008年至2014年占領(lǐng)中國市場約60%的份額,名列行業(yè)前茅。而迪能激光通過研發(fā)切割頭取得的成功,也激勵了一批國內(nèi)激光設(shè)備廠投身切割頭研發(fā)的工作。
從手動到自動——瑞士百超入局推動切割頭升級換代
2011年,光纖激光切割機開始在中國市場嶄露頭角,此時的用戶需求也開始發(fā)生變化。迪能激光敏銳感知到市場變化,并于2011年率先研發(fā)設(shè)計了更具性價比優(yōu)勢,也更便于客戶操作的技術(shù)升級版手動調(diào)焦切割頭。這款切割頭很好地適應(yīng)了光纖激光切割機市場的早期發(fā)展,迪能激光也憑借500W和1000W以上兩款全新研發(fā)的切割頭穩(wěn)住了市場地位。
2016年5月,瑞士百超集團收購迪能激光51%股份,成為迪能激光的最大股東,迪能激光的發(fā)展也從民營階段進入合資階段,品牌升級為百超迪能 。百超迪能在吸收了瑞士百超積淀幾十年的先進理念后,技術(shù)水平突飛猛進,其切割頭的設(shè)計和質(zhì)量也達到一個新高度。
當時的激光切割機工人們可謂“苦手動調(diào)焦久矣”,手動調(diào)焦不僅效率低下,且精確度也難以保證。基于對客戶需求的重視,百超迪能啟動了自動調(diào)焦切割頭的研發(fā)計劃。憑借對客戶需求的深入了解與強大的研發(fā)實力,百超迪能于2016年研發(fā)出第三代激光切割頭——采用脈沖控制的自動調(diào)焦切割頭。這款切割頭大幅提升了穿孔和切割速度,減輕了客戶手動調(diào)焦的痛苦。
此后幾年,百超迪能不斷優(yōu)化自動調(diào)焦切割頭的設(shè)計理念,并順應(yīng)激光切割機的高功率發(fā)展趨勢不斷升級換代。經(jīng)過幾年的改進與迭代,百超迪能進一步提高了激光切割頭的抗污染、抗腐蝕、抗老化性能與密封性,增強了切割穩(wěn)定性與切割精度。
萬瓦時代——巨資打造無塵室及加工中心,嚴苛工藝環(huán)環(huán)相扣
2018年,我國激光切割市場開始邁入萬瓦階段。盡管有大量企業(yè)入局萬瓦市場,并有不少企業(yè)試圖研發(fā)萬瓦切割頭,但最終能達到穩(wěn)定量產(chǎn)的屈指可數(shù)。
百超迪能的技術(shù)人員向筆者透露:“萬瓦切割頭難就難在流程控制上,這是很多廠家無法解決的難題,百超迪能也是在近兩年引入瑞士百超的流程標準后才實現(xiàn)萬瓦切割頭突破的。越是高功率的切割頭,對環(huán)境的要求就越苛刻。為滿足切割頭生產(chǎn)環(huán)境的要求,我們引進了百超的無塵技術(shù)標準,斥資數(shù)百萬打造了一個10級的無塵潔凈室。此外,針對萬瓦切割頭的研發(fā)生產(chǎn)工作,我們對員工制定了非常嚴苛的流程標準,包括設(shè)計、出圖、開發(fā)、五軸加工、檢測、清洗等。只有每個環(huán)節(jié)都嚴格檢驗,最終的成品才不存在瑕疵。”
在加工工藝方面,百超迪能也斥巨資打造了加工工藝中心,包括五軸加工設(shè)備與一系列檢測設(shè)備、高精密儀器等。憑借這些巨資打造的加工環(huán)境和嚴苛的工藝流程,百超迪能于2019年解決了與萬瓦激光器的適配問題,推出了適配12-15kW、可切割50mm碳鋼板、50mm不銹鋼的切割頭。
瑞士百超全資控股——切割頭全面走向智能化
2020年10月,瑞士百超集團全資控股百超迪能。此后,百超迪能研發(fā)團隊自主創(chuàng)新能力不斷上升,針對坡口切割和智能化趨勢,對激光切割頭進行了個性化設(shè)計。
2021年,在瑞士百超技術(shù)的支持下,百超迪能開發(fā)出具有高精密、智能化、一體化等優(yōu)勢特點的第五代激光切割頭,該款切割頭準直腔體和聚焦腔體通過五軸聯(lián)動(工件加工精度達0.01mm )一體化加工成型,精密度大幅提升。同時,該款切割頭引入了智能檢測與自動清潔的理念,通過內(nèi)嵌傳感器來檢測切割頭的實時運行狀況,并在腔體內(nèi)增加潔凈裝置,可將作業(yè)產(chǎn)生的灰塵自動排出,避免人工手動操作。
2022年,百超迪能的智能化切割頭全新升級。通過與瑞士百超集團的跨國聯(lián)合研發(fā),最新款By-Power切割頭的智能化程度進一步升級,包括:具備溫度、壓力、濕度等重要因素的實時監(jiān)測功能;憑借優(yōu)良的冷卻系統(tǒng)和熱管理,讓切割頭始終處于45℃以下的恒溫狀態(tài);同時,還可通過手機APP實時監(jiān)控,快速掌握切割頭實時運行狀態(tài)及溫度、濕度、壓差等作業(yè)指標。
硬件方面,最新款By-Power切割頭采用非球面凸面光學(xué)鏡片,承受性能更好,透光率更高;高品質(zhì)的光學(xué)鏡片,膜熱吸收率低,光速性能更強,可極速達到熱平衡,確保厚板切割穩(wěn)定;采用獨立的保護鏡片機艙,用戶可輕松打開保護鏡片腔體進行維護,操作更便捷等。
針對坡口切割的應(yīng)用,百超迪能先后開發(fā)出激光切管機坡口切割頭和平面坡口切割頭。2021年研發(fā)生產(chǎn)的切管機坡口切割頭,功率覆蓋1-4kW,采用±45°擺動切割創(chuàng)新專業(yè)設(shè)計,能最大化地利用激光能量并優(yōu)化到達工作面的光斑質(zhì)量,適用于各類定制化管材切割。2022年研發(fā)生產(chǎn)的平面坡口切割頭則將“高功率”與“±45°旋轉(zhuǎn)操作”完美結(jié)合,實現(xiàn)平面內(nèi)任意形狀45度坡口切割,具備響應(yīng)性更高、運動速度更快、結(jié)構(gòu)更緊湊等優(yōu)點。
小結(jié)
縱觀百超迪能研發(fā)激光切割頭的14年發(fā)展歷程,我們可以看到中國激光切割頭發(fā)展歷程的縮影以及百超迪能以客戶為本、積極解決客戶痛點的服務(wù)理念。
早期,迪能激光打破進口壟斷,成為YAG固體激光切割市場的優(yōu)勝者,引領(lǐng)并推動了中國切割頭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;中期,迪能激光/百超迪能圍繞客戶痛點,屢次迭代升級滿足客戶需求,推動激光切割頭從手動到自動,再朝著智能化的方向邁進;當下,百超迪能跨國聯(lián)合研發(fā),為更高功率的激光應(yīng)用提供更智能、更高效的解決方案;未來,百超迪能還將按照智能制造的標準,打造出更全面、更智慧的激光加工解決方案,推動激光產(chǎn)業(yè)進入智能時代。
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