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光纤激光器的过去现在和未来

来源:nLIGHT恩耐激光

  发布:cici

关键词:光纤激光器 电动汽车电池

2018-06-28

 
Brian Victor,恩耐激光全球应用总监

自进入市场以来,光纤激光器在过去的十年里经历了井喷式的增长。今天就让我们一起来谈谈,究竟有哪些因素促成了这段增长历史,并且成就了当今的制造商。

光纤激光器的早期发展

初入市场时,光纤激光器面临着与二氧化碳激光器、固体激光器等其它激光器竞争的局面。当时,光纤激光器优于其它产品的特点包含清洁性、易维护、精准性以及无需费用高昂的耗材。

 

随着技术的发展,快速的切割速度成为光纤激光器战胜其它类激光器的最新优势,同时“低运营成本”也不再是光纤激光器为人推崇的首要因素。相比同功率段的二氧化碳激光器,一台光纤激光器切割一片薄钣的速度要足足快三倍之多。

 

后来,生产效率的大幅提升令光纤激光器迅速抢占了其它产品的切割市场份额,也真正地将光纤激光器的发展推向了增长曲线的顶端。光纤激光器在切割应用市场的出现带动了与其相关的泵源技术的发展。随着泵源的不断改进,光纤激光器不仅获得了更具竞争力的功率单价,性能也得到了很大的提升。

新市场 新方向

光纤激光器最为瞩目的能力之一,是它能够切割和焊接黄铜、铝、铜、金、银等高反射金属。相较而言,二氧化碳激光器或固体激光器在加工此类金属时极易受到损伤,因为在加工过程中激光器发出的光束会从金属表面反射回来,从而损伤设备本身。而光纤激光器如今已成功攻克了这一难题。

 

光纤激光器不仅可用于切割各种高反射金属,其切割产品的应用领域也十分广泛。譬如切割用于电气连接总线的厚铜,切割用于建材的薄铜,切割/焊接用于珠宝设计的金或银,焊接用于机身结构或汽车车身的铝等。

 

电动汽车电池,是光纤激光器作为关键制造技术的另一市场。过去,电池中的电极极片需经过修剪、切缝或模切等工序,这些工序不仅会磨损刀具模具,在改变零件设计时也不够灵活。而光纤激光切割技术可以通过编辑图形在零件上切出任意形状,这种非接触式的激光切割工艺免去了每月更换模具或刀具的困扰。 

 

金属3D打印或增材制造是光纤激光器的另一大应用新领域,高质量材料打印性能的光纤激光器可轻松制造具有出色尺寸精度和精细分辨率的打印零件。

未来应用 无限可能

光纤激光器在增材制造和金属切割市场的应用预计将持续保持增长。尽管它在增材市场仍处于起步阶段,但其迅猛发展之势已证明这一推测。伴随着持续提升的生产效率和更具竞争力的成本,光纤激光器的切割应用将继续成为制造商的经济首选。而这也解释了为何如今光纤激光器正进入更多的应用领域,并逐步替代水刀、等离子、冲裁、剪切等非激光技术的市场现状。

 

如果从功率段来看光纤激光器的发展轨迹,早期1000至2000瓦的光纤激光器在市场上最受欢迎。随着人们对加工速度与效率的追求,3000至6000瓦的产品取而代之成为了行业热门。未来,这一趋势预计将推动行业对10千瓦以及更高功率段光纤激光器的需求。

 

远程激光加工是光纤激光器获得增长机遇的另一大领域。顾名思义,远程激光加工是使用振镜扫描系统远距离移动激光光束。通过振镜扫描光束取代移动传统的焊接头或切割头将带来更快的加工速度,尤其是在关闭激光切换不同加工区域时速度更快。  

 

远程焊接目前只应用于大批量的生产应用领域,如焊接汽车车门、车身或车座。我们相信引入高达4000瓦高功率段的光纤激光器和低成本/中等性能的远程振镜扫描系统将开辟新的激光焊接市场,如制造办公家具、电器或其它轻工业产品。

 

这些发展机遇需要我们对光纤激光器进行性能和价格的不断优化。通用性和生产效率——始终将是现代制造业中切割、焊接和其他材料加工市场最为看重的关键因素。

 

 

本文发表于

FFJournal 2018年3月刊

Industrial Laser Solutions 2018年6月刊