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光纤激光切割的崛起

导读: 二 ○○七年至二○○八年的冬天,Salvagnini公司开始研究运用光纤激光技术来切割金属薄片的可能性。

  二 ○○七年至二○○八年的冬天,Salvagnini公司开始研究运用光纤激光技术来切割金属薄片的可能性。和其他公司一样,这家公司曾花巨资用于制造和行销CO2激光切割机,但是管理层意识到,CO2激光器正步入成熟的产品阶段,难以有技术上的提高,更不会有质的飞跃。Salvagnini认为市场需要一些新的、更好的产品,当公司的研发团队成员深入钻研光纤项目后,他们变得非常兴奋。

  最初的研究是使用IPG Photonic公司的光纤激光器,在切割薄材料时速度前所未有的快,而在切割厚一些的材料时速度相对较慢。CO2激光器在切割最厚的材料时表现仍是最好,但对于金属薄片加工市场来说,光纤激光技术似乎更适合。除了速度外,光纤激光的操作成本也比CO2激光器低五倍,这对光纤激光切割机的所有者来说,意味着投资回收期缩短,投资回报率更高。在完成初步研究后,前景就明确了——Salvagnini将采用光纤激光器。

  第一台光纤激光切割机

  在2008年上半年,该公司的工程师们设计和组装了公司第一台使用IPG光纤激光器的光纤激光切割机,结构基于L1 CO2激光系统架构。该机器不需要预热,不需要激光气体,也不需要调腔,但由于其1微米波长,该切割机能切割红铜、黄铜、铝和镀锌钢等高反射度材料。测试结果证明,2kw光纤激光器的表现几乎都优于4kw CO2激光器,因而设计师和工程师开始着手构建商业光纤激光切割机。

光纤激光加工金属薄片

图1 光纤激光加工金属薄片

  2008年10月L1Xe光纤激光器在欧洲金属板材加工技术展览会(EuroBlech)上被推向世界,在2009年美国金属加工展(FabTech)上被推向美国市场。Salvagnini公司2009年3月将其第一台光纤激光切割机装船,并在随后的两年半里在世界各地安装了130多台设备。2010年,该公司引进了功率为2kw和3kw的第二代激光系统,不再置于先前的CO2激光机机架上,而是设计了适于光纤激光器的机架,以充分发挥光纤技术的作用。

  70%的解决方案

  自从激光技术被引入切割金属薄板,CO2激光器就雄踞市场。但是,光纤激光器在新近销售中的份额日益增大。相较于CO2激光器,光纤激光器的简易性显而易见:采用光纤激光器的机器占地小,激光光源和冷却系统体积也更小;没有激光气体管线,也不需要调校镜片。而功率为2kw或3kw的光纤激光光源只需要4kw或6kw CO2激光光源能耗的50%就能达到相同的性能,并且速度更快、能耗更低、对环境造成的影响更少。

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