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光纤激光器在切割应用中有哪些优势

  光纤激光器作为高端制造装备的核心器件之一,光纤激光器契合工业制造转型的大环境背景,胜任难度高、变化大的多维加工应用要求,产业化及规模化进程加速。

  究其原因,一方面数千瓦量级的连续高功率激光器国产化技术成熟,涌现出实力雄厚的光纤激光器制造商,形成具有竞争力的批量生产规模,保证了充足市场供应;另一方面光纤激光器材料加工的优势使其在市场上备受青睐,更高效解决传统企业生产成本高,生产效率低等痛点,因此存在巨大的市场空间。

以激光切割应用为例,对比光纤激光切割机、CO2激光切割机、YAG固体激光切割机的加工特点,从中窥探光纤激光器在激光切割应用的优势所在与发展潜力。

(1)操作要求及维护

CO2激光器需进行光路调整,而光路调整的效果将影响切割质量,因此操作人员需具备一定的技能要求,并需要对外光路进行维护;YAG固体激光器热透镜效应明显,需经常维护;光纤激光器光纤传输,免调节、免维护、高稳定,操作更简便。

(2)切割速度及效果

光纤激光器的切割速度是同等功率CO2激光器的2-3倍,尤其是在金属薄板切割中,光纤激光切割机的切割速度在三类激光切割机中有明显优势。光纤激光切割机光束质量好,切割缝隙小,切割边缘平整。

(3)材料适用性与应用行业

CO2激光器更具材料广泛适用性,而光纤激光器对金属材料包括铝、铜等高反射材料的适用性,更符合钣金制造、3C家电行业、新能源行业的加工要求。

(4)能耗程度及综合成本

光纤激光器光电转化率30%以上,同功率CO2激光切割机光电转换率约为10%~15%,固体激光器光电转化率为3%。光纤激光器耗电量仅为同功率CO2激光器的20-30%,综合成本更低。

  光纤激光切割更精密,聚焦焦点可达25um,热影响区小、切缝小,工件变形小。作为一种柔性加工方式,光纤激光器可结合自动化控制系统,实现自动跟踪、自动寻边、自动套料,大大提升生产效率,其在金属薄板切割方面应用广泛、表现更优异,可更好满足精细切割加工要求。目前在金属薄板切割应用方面,光纤激光器已替代了相当一部分CO2激光器与YAG固体激光器,未来高功率光纤激光器的研制突破将可能加快这一替代趋势。

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