6萬瓦切割設(shè)備亮相 高功率激光下一步如何發(fā)展

近一段時間分別有上海機(jī)床展、上海慕尼黑光電展、青島機(jī)床展等幾個與工業(yè)激光技術(shù)相關(guān)的展會，較引人注意的是激光器的功率水平再創(chuàng)新高。有個別激光器廠商已經(jīng)展示了10萬瓦的激光器產(chǎn)品，而在切割設(shè)備方面一些廠商已經(jīng)推出了6萬瓦的設(shè)備，意味著繼2022年行業(yè)內(nèi)推出5萬瓦切割裝備后，時隔一年再次將功率提升了1萬瓦的水平，這一功率提升節(jié)奏已經(jīng)持續(xù)了5年。

事實上，6萬瓦激光切割設(shè)備早就3月份奔騰激光公開推出，再到嘉泰、邦德、金威刻等陸續(xù)宣告推出同類產(chǎn)品，標(biāo)志著切割裝備邁入6萬瓦的時代。

6萬瓦之后該如何發(fā)展

從6年前首現(xiàn)國產(chǎn)1萬瓦激光裝備以來，如今發(fā)展到6萬瓦階段，不得不承認(rèn)國產(chǎn)激光器和裝備取得了巨大的進(jìn)步。隨著封裝泵浦源出光功率更高、特種光纖更穩(wěn)定等支持，把多模塊光纖激光器做到更高功率成為可能。前些年，人們預(yù)測光纖激光器的發(fā)展方向，總是談及更高的功率、更高的亮度，如今確實也是實現(xiàn)了，有些企業(yè)專注推高功率，有些企業(yè)則選擇做更高亮度的產(chǎn)品。

以光纖激光器這一技術(shù)發(fā)展中軸作為牽引，對許多激光配套產(chǎn)品提出了新的要求，包括激光二極管、光學(xué)器件、加工頭、金屬件、冷卻設(shè)備都是在跟跑發(fā)展。

6萬瓦之后的技術(shù)又應(yīng)該如何發(fā)展呢?我們能看到的，確切無疑8萬瓦和10萬瓦的激光裝備未來幾年內(nèi)都會推出，追求技術(shù)突破應(yīng)該是無禁區(qū)的，但其適用性有多大也是值得思考。正如某激光設(shè)備商推出6萬瓦設(shè)備后，其負(fù)責(zé)人表示：“激光切割機(jī)的功率發(fā)展到6萬瓦可以告一段落了，再去進(jìn)一步提高激光功率，對切割效率和切割能力貢獻(xiàn)已經(jīng)不那么明顯，反而會進(jìn)一步增加用戶的成本，也會進(jìn)一步增加能耗?！?萬瓦功率已經(jīng)能夠輕松切割厚度100毫米板材，事實上真正用到這個厚度材料的行業(yè)少之又少，可能就是軍工、航天、礦機(jī)、造船、核電等一些國家重要部門。

從1萬瓦開始，很多廠商就宣傳功率的提升能對切割速度和效率提升多少，從而達(dá)到降低成本，為用戶賺到更多的錢。深入了解之后，發(fā)現(xiàn)這可能存在一個誤區(qū)，做激光產(chǎn)品的企業(yè)可能僅僅是在從事激光的角度去考慮問題。激光切割取代了傳統(tǒng)切割是個巨大的進(jìn)步，但是在金屬材料加工領(lǐng)域，當(dāng)大家都是激光切割的時候，比拼的就是速度和降本，那只能買更高功率的設(shè)備來實現(xiàn)，無形中也給材料加工造成了一定內(nèi)卷，幾個毫米厚度的板材加工費從4元一米到3元一米再到2元一米，加工廠也在拼價格，實際上可能也沒賺到更多的錢。

在金屬材料切割加工方面，不斷推高萬瓦功率的實際貢獻(xiàn)率變得越來越低。

激光設(shè)備的智能化有待提升

從激光器角度看，目前的功率增加是以增加單模塊功率以及模塊疊加來實現(xiàn)。未來從加工的角度來看，發(fā)展更高功率的單模塊激光器，以及更接近高斯光束的高亮度激光輸出，會更有優(yōu)勢，激光器始終是個外掛裝置，體積越小越好?，F(xiàn)在有很多廠商已經(jīng)往這方面研發(fā)，而且有些廠商走差異化道路，專注科研用、窄線寬激光器產(chǎn)品。這樣的發(fā)展方向會讓國內(nèi)光纖激光器競爭態(tài)勢更加合理化。另外，需要看到，高功率光纖激光器開發(fā)切割較多，焊接很少，而在中低功率焊接上成績頗豐，特別是光纖激光手持焊經(jīng)歷幾年發(fā)展，未來可邁向年均十萬臺批量。光纖激光的光束較頂尖，而大功率焊接需要一定的熔池熔深，所以近些年個別激光器企業(yè)陸續(xù)研發(fā)環(huán)形光斑光纖激光器，適用于焊接應(yīng)用。在一些超厚金屬件上，即使沒有激光也可以找到等離子切割和火焰切割實現(xiàn)，而要進(jìn)行焊接就很難了，未來在數(shù)萬瓦激光應(yīng)用上，極有可能焊接的需求會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過切割的需求。

如今AI人工智能如火如荼發(fā)展，激光設(shè)備的智能化也應(yīng)該提上日程。以前說的智能化可能是自動化程度更高、上下料、自動傳輸、堆疊，現(xiàn)在，我們應(yīng)該考慮系統(tǒng)操作的智能化。能否做到，設(shè)備廠商對自己交付的每一臺機(jī)器都能實現(xiàn)全球化的連線運作追蹤，某一臺機(jī)器因故障停運，能夠及時系統(tǒng)反饋回來及時提供服務(wù)，最短時間為客戶解決問題。手機(jī)的功能被開發(fā)得淋漓盡致，手機(jī)已經(jīng)可以控制開啟汽車，那么能否做到采用手機(jī)或者辦公室里一臺電腦就能實現(xiàn)多臺設(shè)備的操作，不再有操作員在高溫的車間里在機(jī)器旁邊操作。設(shè)備的智能化發(fā)展目前還有很大的發(fā)展空間。

激光設(shè)備專業(yè)化應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Υ?

激光設(shè)備的發(fā)展，是走通用型還是專用型好，多年來這個爭論都沒有一個很好的答案。十幾年前國內(nèi)一些小設(shè)備商就嘗試做專用型小功率設(shè)備，比如模具激光焊接機(jī)，但是效果并不理想。但是如今激光技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)跟十幾年前完全不一樣，國內(nèi)外工業(yè)門類太多，其實最終激光設(shè)備大多數(shù)還是要走專用化的才可行，不能再指望組裝出一臺機(jī)器就能打天下了。激光切管機(jī)是激光切割里面的一個細(xì)分，工業(yè)常見的管材壁厚有限，所以切管機(jī)其實專注于2KW-3KW都已經(jīng)滿足加工了，我們很少聽說切管機(jī)每年提升功率。再比如，手持激光焊接是近年一個有批量的增長點，其代表的中小功率一直在1KW-3KW之間，成為了一個專業(yè)機(jī)種了。!

回到數(shù)萬瓦的激光器，能否研發(fā)4萬瓦或者6萬瓦的專業(yè)設(shè)備服務(wù)于某個行業(yè)。造船是一個采用大量特殊鋼的行業(yè)，也擁有是否龐大的厚金屬材料焊接需求，但是目前基本上采用氬弧焊、復(fù)合焊，激光焊非常少，一旦成功研發(fā)專用于造船的萬瓦級激光焊接方案，相信設(shè)備需求量不會少的。

造船只是一個案例，我國現(xiàn)在大力發(fā)展國產(chǎn)大飛機(jī)、水電、核電、航天科技、海工造船等大國重器，對于數(shù)萬瓦的激光應(yīng)用需求是存在的，其研發(fā)投入、進(jìn)入門檻也較高。對于數(shù)萬瓦的應(yīng)用，先針對某行業(yè)深耕了解，再針對性地研發(fā)合適專用產(chǎn)品，打開市場后才能后期形成規(guī)?；瘧?yīng)用，這可能是未來6萬瓦甚至更高功率激光設(shè)備需要經(jīng)歷的道路。