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创鑫激光专访:单模块激光器有何作用?布局超高功率意义何在?

一年一度的中国国际工业博览会数控机床与金属加工展已经落下帷幕。本届展会可谓精彩纷呈,多款全新激光器与加工装备产品在本次展会集中首发。其中国内领先的光纤激光器制造商创鑫激光推出了本次展会上功率最高的单模、多模激光器产品。为了解创鑫激光战略思路与技术优势,OFweek激光网在展会期间对创鑫激光技术经理唐纯进行了采访。

单模块激光器:薄板具有优势 亦可兼顾厚板

本次工博会创鑫激光主要带来三款新产品,分别是5000W单模块连续光纤激光器、35000W多模连续光纤激光器、最新款的500W MOPA光纤激光器。唐纯介绍说:“5000W单模块激光器有四个特点:一是国内单模块功率最高;二是体积小,只有一个光模块,简化了模块间的光路、电路、水冷等系统,结构简单,故障隐患减少,可靠性提高;三是对高反材料切割稳定性提升;四是中薄板加工效率甚至优于传统多模6000W多模激光器,8mm以内不锈钢切割能快20%-50%。”

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目前市场对加工高反材料需求增加,抗高反也成了各激光器厂家大力研究的技术方向。一般而言,在加工高反材料时只有没切透、没焊透的情况下才会有较强的回返光,例如焊接起步小孔形成的过程与切割穿孔的过程。而单模激光器光束质量好,可通过减少穿孔时间,从源头上缓解高反材料对激光器的伤害。此外创鑫激光还通过激光器内部器件的设计改进进行回返光保护,为高反材料加工上了“双保险”。

除了在高反材料加工的优势外,单模激光器在切割效率上也有优势。提到这个话题,唐纯首先提到业内流传很广的一个观点:“单模激光器适合切薄板,不适合切厚板。”唐纯认为这种观点实际上混淆了单模块和光束模式的概念,他表示:“激光的模式决定了它适合切薄板或厚板的特点,而模块只是激光器内部的结构、形态,跟出光的模式没有必然因果关系。单模式(低阶模)激光器,由于激光能量一般为类高斯分布,确实只适合切中薄板不适合切厚板,但单模块激光器可通过搭配不同的光缆或采取光束整形技术既可以输出低阶模、也可以输出高阶模,相比多模激光器一般均输出高阶模(低阶模输出较为困难)而言,实际上是高功率单模块激光器有更广的应用灵活性,可以根据实际应用需求进行选择。”

唐纯举例说:“目前6000W多模激光器一般标配100μm的输出光纤,50μm或者30微输出难度较大。而单模激光器既可以很容易做到30μm、50μm,也可以做100μm输出。配30μm或50微米时,薄板切割速度非常快,若不采取光束能量整形,切割厚板确实较差;而配100μm时会发现切割效果甚至切割效率,都跟同功率多模激光器没有任何区别。”

至此我们可以知道,单模块激光器适合切薄板不适合切厚板的观点并不准确。但购买一台单模块激光器显然一般不可能同时配30μm、50μm和100μm多种光纤来满足薄板和厚板需求,而只适合切薄或者切厚也无法满足客户实际生产的需求,为此创鑫激光提出了自己的方案。唐纯介绍说:“我们进行了光束整形,引入类环形光斑技术,标配50μm光纤。保留在中薄板切割上速度优势,但却能够解决原本单模式(低阶模)激光在厚板切割质量不理想的问题。兼顾薄板切割效率及厚板切割效果是单模块激光器的重大意义。”

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