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飞博激光 正式参评“维科杯·OFweek2019最佳光纤激光器技术创新奖”

维科杯·OFweek2019中国激光行业年度评选”由中国高科技行业门户OFweek维科网主办,OFweek激光网承办,活动旨在表彰激光行业具有突出贡献的优秀产品、技术及企业、人物,鼓励更多企业投入技术创新,同时为行业输送更多创新产品、前沿技术;以提高生产力、经济效益;给用户提供更大便利;引导行业良性快速发展。

本次评选活动将于2019年8月27日-9月5日进入网络投票阶段,并将于10月11日在深圳举行盛大的颁奖典礼。

目前,活动正处于火热的报名申报阶段,业内企业均积极响应。目前,上海飞博激光科技有限公司已经正式参评“维科杯·最佳光纤激光器技术创新奖”

企业简介

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上海飞博激光科技有限公司成立于2012年6月,由中国科学院上海光机所、上海嘉定高科技园区、归国管理技术团队等共同组建,专业从事光纤激光器、光电器件、激光检测设备领域内的技术开发、转让、咨询与服务,光纤激光器、光电器件、机电设备的生产和销售,以及货物和技术的进出口业务。

参选奖项:维科杯·最佳光纤激光器技术创新奖

参选产品:环形光斑单腔3000W连续光纤激光器

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1、 产品推出年份/开发背景

2018年9月首次推出。基于多模组机柜型3000W光纤激光器体积大,不易运输,操作繁杂等特点,且为顺应广大客户需求,飞博激光潜心研发了单腔体3000W激光器,并运用了飞博国内首创的环形光斑技术,成功达到预期技术指标和应用效果。

飞博单腔3000W连续光纤激光器采用50μm芯径光纤和国内首创的环形光斑技术,不锈钢薄板的切割速度可提升20%-50%;厚板的切割断面质量也有大幅提升,如25mm碳钢板切割断面粗糙度比普通激光器减小30%以上。并且此款激光器采用单光学模块设计,可靠性更高,外形尺寸小,运输安装简便;同时实现了物联网通讯,可进行远程检测,节约维护时间,降低售后成本。

2、 产品扼要说明

由大科激光研发出的高效率、可靠性强、易维护的2kW抗高反型单模单谐振腔光纤激光器,是目前国内2kW功率级别光束质量最好的光纤激光器,光束质量因子M2小于1.2,以高亮度和抗高反作为核心优势点,在各类工业应用,特别是对铜、铝及其合金等高反射率的材料加工和在新能源、新材料领域广泛使用的有色金属材料加工能力特别突出。这项产品的推出,加深了市场对单模高亮度光纤激光器产品的理解,同时抗高反能力又极大拓展了光纤激光器的应用范围。

最主要特征包括:(1)优异的抗工件反射光能力;(2)高亮度,接近衍射极限的光束质量。基于这些技术,本产品成为国内首台可连续长时间无误警切割紫铜(常用工业材料中,紫铜对1μm波段激光反射率最高)的光纤激光器。

3、 其设计应用或创新的关键点在哪里

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射金属材料,被照射的金属材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而将工件割开。在激光切割板厚较大时,例如5mm以上,割缝前沿和侧边会发生多次反射。由于割缝底部的倾角增加,底部反射点处对激光的吸收也增加。

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          图1 激光切割时的割缝              图2 激光切割厚板时割缝前缘和侧面激光多次反射

这会造成割缝前沿中下部局部过热,容易引起切割断面粗糙,甚至出现类似弹孔的缺陷。对于碳钢切割,缺陷一般会在中间层产生。

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图3  3KW切割22mm碳钢较好的切割断面

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图4  3KW切割22mm碳钢较差的切割断面

对于切割版平顶光斑的3KW激光器而言,采用50um光纤芯径会增加薄板的切割速度。但为了提高厚板切割能力,需要增大光纤芯径。为增加厚板切割能力,目前3KW激光器通常采用100um光纤芯径。而采用100um光纤芯径就会降低薄板的切割速度。如何兼顾薄板和厚板切割需求对激光器的要求成为了一道技术难关。

而光斑中心能量密度比较低,降低了弹孔状切割缺陷,提高了厚板的切割能力(包括切割速度和切割质量)。在此基础上采用50um的光纤芯径,从而提高了对薄板的切割能力。因此通过优化激光能量分布,实现了对薄板、厚板切割能力的优化。

采用50um细芯径的光纤,可获得更小的汇聚光斑,实现极高的光功率密度,相比于普通的100um芯径的平顶光斑激光器,相同功率下可以大幅提升薄板切割速度。表1对比了环形光斑和平顶光斑3000瓦激光切割304不锈钢薄板的速度。可以看出,相较于普通平顶光斑3000瓦激光器,3000瓦环形光斑激光器1mm不锈钢板切割速度提升~50%;2mm不锈钢板切割速度~60%。

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表1 环形光斑和平顶光斑3000瓦激光切割304不锈钢薄板速度对比

碳钢厚板切割一直是光纤激光器在切割应用的难点。影响碳钢切割的因素比较多,除了如气体纯度、切割头准直聚焦特性、喷嘴类型等,激光束焦平面光斑的能量分布也有重要影响。对光斑能量分布进行优化后,20mm及以上厚度的碳钢板的切割断面质量有了不小的提升。

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图5 平顶光斑3KW和环形光斑3KW切割断面对比

环形光斑3000瓦激光器切割碳钢厚板时,不仅切割断面质量更佳,切割速度也有提升。

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表2 环形光斑和平顶光斑3000瓦激光切割Q235碳钢中厚板速度对比

4、参选述说/理由

飞博激光单腔3000W光纤激光器采用单光学模块设计,可靠性更高,外形尺寸小,运输安装简便。物联网通讯实现了进行远程检测,节约维护时间,降低售后成本。并且,环形光斑显著提升了此款激光器的切割能力,从切割速度到切割断面质量,都有大幅度提高。

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本届“维科杯·OFweek2019中国激光行业年度评选”活动将于8月27日进入火热的“网络投票及专家评选”阶段,这一阶段用户可登录活动官方网站,对入围参赛企业、产品进行投票;评委团将对入围名单进行多次讨论,并参考网络投票意见,审定最终获奖名单。

还犹豫什么,赶紧去参加吧!8月27日起,为心仪的企业及产品投票吧!

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