近一段時間分別有上海機床展、上海慕尼黑光電展、青島機床展等幾個與工業激光技術相關的展會,較引人注意的是激光器的功率水平再創新高。有個別激光器廠商已經展示了10萬瓦的激光器產品,而在切割設備方面一些廠商已經推出了6萬瓦的設備,意味著繼2022年行業內推出5萬瓦切割裝備后,時隔一年再次將功率提升了1萬瓦的水平,這一功率提升節奏已經持續了5年。
事實上,6萬瓦激光切割設備早就3月份奔騰激光公開推出,再到嘉泰、邦德、金威刻等陸續宣告推出同類產品,標志著切割裝備邁入6萬瓦的時代。
6萬瓦之后該如何發展
從6年前首現國產1萬瓦激光裝備以來,如今發展到6萬瓦階段,不得不承認國產激光器和裝備取得了巨大的進步。隨著封裝泵浦源出光功率更高、特種光纖更穩定等支持,把多模塊光纖激光器做到更高功率成為可能。前些年,人們預測光纖激光器的發展方向,總是談及更高的功率、更高的亮度,如今確實也是實現了,有些企業專注推高功率,有些企業則選擇做更高亮度的產品。
以光纖激光器這一技術發展中軸作為牽引,對許多激光配套產品提出了新的要求,包括激光二極管、光學器件、加工頭、金屬件、冷卻設備都是在跟跑發展。
6萬瓦之后的技術又應該如何發展呢?我們能看到的,確切無疑8萬瓦和10萬瓦的激光裝備未來幾年內都會推出,追求技術突破應該是無禁區的,但其適用性有多大也是值得思考。正如某激光設備商推出6萬瓦設備后,其負責人表示:“激光切割機的功率發展到6萬瓦可以告一段落了,再去進一步提高激光功率,對切割效率和切割能力貢獻已經不那么明顯,反而會進一步增加用戶的成本,也會進一步增加能耗。”6萬瓦功率已經能夠輕松切割厚度100毫米板材,事實上真正用到這個厚度材料的行業少之又少,可能就是軍工、航天、礦機、造船、核電等一些國家重要部門。
從1萬瓦開始,很多廠商就宣傳功率的提升能對切割速度和效率提升多少,從而達到降低成本,為用戶賺到更多的錢。深入了解之后,發現這可能存在一個誤區,做激光產品的企業可能僅僅是在從事激光的角度去考慮問題。激光切割取代了傳統切割是個巨大的進步,但是在金屬材料加工領域,當大家都是激光切割的時候,比拼的就是速度和降本,那只能買更高功率的設備來實現,無形中也給材料加工造成了一定內卷,幾個毫米厚度的板材加工費從4元一米到3元一米再到2元一米,加工廠也在拼價格,實際上可能也沒賺到更多的錢。
在金屬材料切割加工方面,不斷推高萬瓦功率的實際貢獻率變得越來越低。
激光設備的智能化有待提升
從激光器角度看,目前的功率增加是以增加單模塊功率以及模塊疊加來實現。未來從加工的角度來看,發展更高功率的單模塊激光器,以及更接近高斯光束的高亮度激光輸出,會更有優勢,激光器始終是個外掛裝置,體積越小越好。現在有很多廠商已經往這方面研發,而且有些廠商走差異化道路,專注科研用、窄線寬激光器產品。這樣的發展方向會讓國內光纖激光器競爭態勢更加合理化。另外,需要看到,高功率光纖激光器開發切割較多,焊接很少,而在中低功率焊接上成績頗豐,特別是光纖激光手持焊經歷幾年發展,未來可邁向年均十萬臺批量。光纖激光的光束較頂尖,而大功率焊接需要一定的熔池熔深,所以近些年個別激光器企業陸續研發環形光斑光纖激光器,適用于焊接應用。在一些超厚金屬件上,即使沒有激光也可以找到等離子切割和火焰切割實現,而要進行焊接就很難了,未來在數萬瓦激光應用上,極有可能焊接的需求會遠遠超過切割的需求。
如今AI人工智能如火如荼發展,激光設備的智能化也應該提上日程。以前說的智能化可能是自動化程度更高、上下料、自動傳輸、堆疊,現在,我們應該考慮系統操作的智能化。能否做到,設備廠商對自己交付的每一臺機器都能實現全球化的連線運作追蹤,某一臺機器因故障停運,能夠及時系統反饋回來及時提供服務,最短時間為客戶解決問題。手機的功能被開發得淋漓盡致,手機已經可以控制開啟汽車,那么能否做到采用手機或者辦公室里一臺電腦就能實現多臺設備的操作,不再有操作員在高溫的車間里在機器旁邊操作。設備的智能化發展目前還有很大的發展空間。
激光設備專業化應用發展潛力大
激光設備的發展,是走通用型還是專用型好,多年來這個爭論都沒有一個很好的答案。十幾年前國內一些小設備商就嘗試做專用型小功率設備,比如模具激光焊接機,但是效果并不理想。但是如今激光技術和產品已經跟十幾年前完全不一樣,國內外工業門類太多,其實最終激光設備大多數還是要走專用化的才可行,不能再指望組裝出一臺機器就能打天下了。激光切管機是激光切割里面的一個細分,工業常見的管材壁厚有限,所以切管機其實專注于2KW-3KW都已經滿足加工了,我們很少聽說切管機每年提升功率。再比如,手持激光焊接是近年一個有批量的增長點,其代表的中小功率一直在1KW-3KW之間,成為了一個專業機種了。!
回到數萬瓦的激光器,能否研發4萬瓦或者6萬瓦的專業設備服務于某個行業。造船是一個采用大量特殊鋼的行業,也擁有是否龐大的厚金屬材料焊接需求,但是目前基本上采用氬弧焊、復合焊,激光焊非常少,一旦成功研發專用于造船的萬瓦級激光焊接方案,相信設備需求量不會少的。
造船只是一個案例,我國現在大力發展國產大飛機、水電、核電、航天科技、海工造船等大國重器,對于數萬瓦的激光應用需求是存在的,其研發投入、進入門檻也較高。對于數萬瓦的應用,先針對某行業深耕了解,再針對性地研發合適專用產品,打開市場后才能后期形成規模化應用,這可能是未來6萬瓦甚至更高功率激光設備需要經歷的道路。
本文由廣州特域機電有限公司原創,如需轉載請注明出處:http://m.n615.com/industrynews/info.aspx?itemid=1272