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激光制造业持续增速 国产光纤激光器突破3万瓦

近几年来我国激光制造行业呈现整体爆发的态势,这背后离不开国产光纤激光器制造厂商的迅速成长。而进口光纤激光器高昂的售价一直是激光设备无法在更多应用领域获得更大规模应用的主要发展障碍,从这一点上讲,国产光纤激光器制造厂商不断向市场推出物美价廉的产品承载着国内甚至全球激光装备和应用市场持续高速发展的重要历史使命。

光纤激光技术和市场的最新趋势与动态

近来光纤激光技术和市场呈现两大趋势:一是单光纤模块的功率突然出现大幅上升的趋势,二是市场需求的激光加工功率突然出现大幅上升的趋势。

长期以来,以IPG为代表的大部分光纤激光器厂商的单光纤模块功率一直处于500瓦至1500瓦之间的较低水平,几千瓦的较高功率输出通常采用3合1、7合1等所谓“低数量合束”方案,而万瓦级以上的超高功率输出则采用所谓“高数量合束”方案(例如IPG中国的3万瓦机型采用23合1的合束方案)。但近期单光纤模块的功率突然出现大幅上升趋势,IPG正在推出2000瓦至3500瓦的单光纤模块,国内外其他各厂商也都在努力推出各自的高功率单光纤模块,可以认为这是未来发展的主要趋势之一。

激光加工市场一直以来对万瓦级以上的超高功率激光器需求并不是很旺盛,但近来突然发生了改变。以切割市场为例,大族激光、奔腾激光推出的1.5-2万瓦高速高精激光切割机在市场上反响热烈,焊接市场也开始广泛使用2万瓦以上的超高功率光纤激光器。根据目前趋势来看,切割市场将很快延伸至3万瓦甚至更高,焊接和表面处理等市场将延伸至10万瓦甚至更高。针对这一点,华中科技大学马修泉教授向OFweek激光网指出:“金属熔化阈值是百万瓦每平方公分,金属表面改性阈值是万瓦每平方公分,从这两个基本数据来说,将来实际使用中出现十万瓦甚至百万瓦的激光功率都很正常,考虑到目前超高功率激光器的成本越来越可以接受,激光制造突破十万瓦可以说是指日可待

国产高功率光纤激光器产品的“质”与“量”

国产高功率光纤激光器产品近年来在“量”上取得令世界瞩目的进步。据《2019中国激光产业发展报告》披露,2018年我国光纤激光器1500瓦以上国产出货量约占总出货量的34.5%,预计2019年国产高功率激光器出货量将超过进口激光器。

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国产高功率光纤激光器(>1.5 kW)出货量占比

数据来源:2019中国激光产业发展报告

但不可否认的是,国产高功率激光器在“质”上与国外顶级厂商还有不小的差距,在某些指标上甚至有差距不断拉大的趋势。以全光纤输出的激光总功率为例,美国IPG公司已在2018年开始对外销售定制的50万瓦级的全光纤工业级激光器,而我国2018年仍处于2万瓦的工业级产品验证阶段。

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