2020年10月9日星期五

金屬材料切割市場的王者光纖激光切割機

   光纖激光切割機采用固體光纖激光器作為光源輸出,采用光纖作為傳輸,這種傳輸方式使得激光切割過程中的柔性程度大大提高,且全集成化的激光器故障少,維護方便、快捷,最重要的特點是其切割薄板的質量非常好,切割的速度系目前切割工藝中最快的設備。

  因而在切割4mm以內的金屬材料光纖激光切割機的優勢是最大的,這點從客戶的角度更有說服力,從光纖激光切割機的故障率、切割效果、生產效益上得到了廣大雷射雕刻機用戶的一致認同。在運行成本上,光纖激光切割機的光電轉換率高達28%,與其他類型的激光切割設備相比,其運行過程中的電力成本消耗明顯要低很多,從經濟角度考量,其優勢不言而喻。

  而光纖激光切割機的主要缺點在於輸出波長為1.06um,不容易被非金屬材料吸收,無法對非金屬材料進行切割,且在切割厚板時受固體激光波長的影響,切割質量就會稍稍遜色,若想要得到理想的切割效果需要加大對激光輸出功率,這就意味著對於初次投入的成本要求更高。

  相比於光纖激光切割機,YAG固體激光雷射焊接機切割機的價格就要低很多,且設備的性能穩定性好,是目前激光切割市場上性價比最高的激光切割設備,然而這種設備也存在他的致命缺點,就是售後問題。由於他采用的是激光泵浦光路輸出系統,也就意味著他的出光功率會隨著時間衰減嚴重,且容易燒壞激光燈,需要更換,且需要對激光切進行調光等,維護起來比較複雜,需要專業技術人員去做,這點是YAG激光切割機的硬傷。

  而CO2激光切割機目前市場上用的最多的是用於中小功率的非金屬材料切割,如木材切割、亞克力、PP、PVC、有機玻璃等材料。在非金屬材料上CO2激光切割設備是絕對的主力軍,且在大功率的金屬激光切割上,早期一直都采用的是CO2激光切割,而CO2激光切割機的最大的劣勢是他的輸出功率不穩定,無法實現間斷性切割,且其光電轉換率低下,只有10%,所以自光纖激光切割機推出以來,已被逐漸取代。

  故而相比較而已,目前采用的激光切割設備中,光纖激光切割機當屬切割市場王者。

  光纖激光切割機的激光器(即光纖激光器)是由很長雷射打標機的摻雜雙包層光纖和高可靠性、多模、單發光體半導體激光器組成,該半導體激光切割機為光纖外包層提供泵浦光源。這些單發光結構的半導體二極管的壽命高出條行結構的半導體二極管10到100倍,是其高可靠性和免維護運行的關鍵所在。目前,基於相同可靠性設計的通訊產品用的半導體泵浦激光器在5W、25度室溫下測試說明MTBF值超出20萬小時。此外,在與其他種類相同功率單模(TEM00)激光器相比,光纖激光器具有獨特的雷射切割機優勢,特別在工業應用領域。主要包括:高牆插(電源)效率、緊湊設計、易於進行光傳輸和冷卻系統集成以及能提供長達1萬小時連續出光而無須任何人為看管的免維護運行。

  光纖的激光器只消耗相當於1%的燈泵激光器所需電能,同時其效率是半導體泵固體激光切割機(Nd激光系統)的兩倍以上。更高的效率、更長的使用壽命、更少的維護結合起來使得光纖激光器的擁有者的成本富有極強的吸引力。光纖激光器在那些要求近紅外高光束質量的激光器應用中大有用武之地。他們會對小的聚焦光斑、高的功率密度有特殊的興趣,如桌面式的生產。一束100W的激光輸出光斑可以被聚焦到5um那麼小,這相當於亮度是109W/cm2。現在光纖激光器的應用定位包括:選擇性的焊接、標刻、各類藝術成像、退火、微機械器件的折曲、1~2mil不鏽鋼部件的切割等應用。

 

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