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圆桌派|对话实录:高功率激光切割的当下与未来

近年来随着激光技术不断突破,高功率激光切割取得了长足发展。从2016年的6000W发展到10000W,到2020年已经突破到30000W以上。高功率激光切割市场空间猛增,正在影响和改变中国当下金属切割场景,同时催生出一大批围绕高功率激光切割的技术研发与应用。

为进一步把握激光切割市场动向与趋势,洞察高功率激光切割的当下与未来,8月6日,由《金属板材成形》杂志主办的线上圆桌论坛,来自行业内的三位重量级嘉宾——锐科激光副总工程师高辉、宏山激光总工程师成军和《金属板材成形》副总经理王思杰,三地同台连线,围绕主题“高功率当下发展与未来趋势”展开了精彩对话。

以下为圆桌论坛精彩内容实录

王思杰:目前市面上最高功率甚至已经出到5万瓦了,但从行业来说是否真的需要这么高功率的激光切割机?

高辉:我认为高功率的发展是必然的趋势,因为高功率跟低功率之间有很大的差异性,首先是效率上有很大的差异性。第二是能切的厚度有很大的差异性。

另外从内在需求来比较一下高低功率。现在客户的需求就是速度和厚度,换句话讲,他希望在更厚厚度下有更快的效率,所以就衍生出了超高功率。


高低功率还有加工工艺的区别。比如说低功率情况下,它在切某种厚度碳钢时,只能用氧气。一旦上升到了高功率或者超高功率,它可以用空气切,可以实现更低成本和更快效率。因此我觉得高功率乃至将来的超高功率,肯定是激光切割行业一个必然的发展趋势。

成军:我本人进入激光切割已经16年,见证了中国光纤激光切割从5百瓦到现在的几万瓦,我们知道激光切割最开始是替代剪板、冲床等薄板加工,现在高功率发展正在替代等离子、火焰切割等厚板加工,以及其他一些机械粗加工的零件。从这个历程可以看出,高功率和超高功率是必然发展趋势。

但高功率切割发展不仅意味着厚度上提出要求,效率也是非常重要的。客户买高功率时,最在意的是我用它一小时能切割多少东西,我能赚多少钱,他追求这一块的利益最大化,这是我们从市场端捕捉到的高功率段的客户需求。

王思杰:功率越来越高,需求越来越多,为了应对市场的这种变化,我们企业做了哪些应对准备?

成军:宏山一直在注重研发高功率,像锐科等光源提供商现在能提供的功率非常大,能上到20万瓦乃至30万瓦,但它不一定应用在切割上。

向这些企业学习,我们一直认为要做基础研发,宏山在2018年成立日本研发中心,专门负责研发核心部件切割头,主要就是研发光学部件。第二,我们要做工艺,如何把高功率激光器的最大特性发挥出来,需要我们在系统和工艺上做文章。

第三,要满足客户对大幅面的需求。厚板的大幅面加工,意味着机床要做好床身,做好防烧,做好抽风除尘等等,这是我们激光切割供应商要做的。

高辉:作为光源公司,锐科能给大家提供的是稳定输出的光源热源。激光加工体系是一个体系工程。一台切割机要切好无外乎三要素,第一要有好的材料。第二有好的光源,这是锐科可以给大家提供的。第三是很好的控制系统及工艺。


锐科作为光源提供商,能给大家提供稳定输出的功率,这是最重要的核心价值。第二,给大家提供一个能够稳定输出很好光束质量的激光器。

锐科激光怎么做到这两点?大家知道激光器是靠器件组装而成的,锐科激光能够保证每一个器件自研,这意味着我们对每一个器件都能做到很好的品质管控。

王思杰:万瓦级激光在行业内已经很普遍。但从用户角度讲,最关心的不是功率数的上涨,而是哪个功率段使用起来更加稳定,效率更高,能使我们得到更多实惠。所以想请两位介绍一下,目前哪个功率段的高功率使用比较稳定?

高辉:我个人认为现在功率包括激光器功率的上涨,都不是难题。我们现在接的一个军工特殊领域用的18万瓦光源,包括20万瓦都能做,但是客户能直接拿去用吗?不可能的,必须通过一个光学系统把它导在板材上,这需要一个成熟的光学配套。另外还有床身,它是否有一种耐热材料,能够耐得住5万瓦乃至6万瓦的高强度。

因此综合锐科作为光源公司的经验和对市场的了解,我们发现1.2万瓦-2万瓦这个功率段是目前性价比最高的。因为很多客户已经发现,单台设备或者单一功率已经无法满足它的全系列厚度板材的切割需求。

成军:大家知道激光器的功率段分3千瓦、6千瓦、1.2万瓦、 2万瓦,这几个段的性价比都是最好的,客户需要明确的是他用来切什么材料,再去匹配哪个功率段对他而言综合性能最优。拿10毫米不锈钢来举例,6千瓦切1.8m/min,1.2万瓦切4m/min,2万瓦可能达到7.8m/min,这是它的效率提升。

另外,不能用2万瓦极限来切70mm碳钢板。支撑条是否足够支撑?更高功率的温度下,支撑条可能秒穿,这些关系到切割稳定性的因素,都需要考虑到,这也是宏山激光对机械结构尤其注重的部分。

王思杰:从用户角度讲,价格战一定程度是好事,意味着能使用更便宜或性价比高的设备,但价格战会不会使行业陷入低价低质的情况?在国内你们怎么应对这种市场竞争态势?

成军:首先,大家知道宏山在佛山、济南、苏州都有工厂,产能保证我们可以接足够多的订单,以量取胜的基础上,相对于单台机可以降低采购成本,在价格上有更多空间让利给用户。

第二,宏山一如既往使用进口的关键部件。很多客户使用过都知道,从3-5年前采购宏山到现在,宏山的部件从来没有做降配,而是功能性能上的不断升级。现在更好的激光器出来以后,市场整个价格有所下降,但宏山一如既往用好的传统部件或者配件给客户提供好的体验。

高辉:价格战肯定有,但我希望不是恶性的价格战,而是良性的价格战。客户希望高性价比,但我始终认为一点,多快好省是不可能的。多不可能快,好就不可能省。

当价格已经降到很可怕的地步,要保证质量没有下降,只能是找到便宜的替换材料。您问我性能有没有改变?我不用去回答这个问题。

第二,我觉得不能被大众所同化,什么意思?就是具有他独创的研发实力。刚才成总说宏山的切割头、系统、工艺、床身,都具有独特的研发点,它就不会被市场的恶性竞争所同化。

包括锐科是一样的,很多情况下大家问我,你们比IPG差在哪?你们比国产光源好在哪?我原来比进口光源差,并不是比它切得差,而是功能上有短板。现在我在控制功能上已经弥补了这个短板,我可以很自豪的说我不比他差。

锐科为什么不去跟很多国产光源打价格战,是因为能给用户的是别人给不了的。我坚信一点,我们的客户一定是想“用得好”的,而不是“只能用”的。

王思杰:我们最近走访一批企业,很多用户反映突破1.2万瓦高功率的国产激光切割机,用了一年半载后出现功率衰减的问题。高总能否简单阐述一下用户如何去避免这个问题?

高辉:功率衰减的原因无非两点,第一,切割头本身造成光透不过去,这个几率非常小,因为一旦切割头镜片脏污或者保护膜损坏造成功率不稳定,切割头立马就会通过报警或者温度上升来反馈问题。

另外一个主要原因是激光器功率衰减。什么样的情况可以造成功率衰减?第一,激光器的稳定性不是很好。第二,反射光的原因。切割过程中反射光造成反射,把泵浦管给打坏了,只有这两种可能性会造成功率的衰减或者不稳定。

在这里我可以向大家正式汇报一下,在正常合理使用激光器的情况下,锐科在激光功率衰减这一块,年衰减率在1.5%,这个指标也是跟进口激光光源保持一致的。

王思杰:宏山激光现在已涉及切割、折弯、焊接、自动化,金属成型领域的设备基本都涵盖在里面。未来在智能化制造这一块有怎样的整体规划?

成军:宏山的主要业务是切割、焊接、折弯、自动化,我们未来一定要向自动化方向发展。我们都知道一个金属钣金切完以后要折弯,折完以后焊接。整个过程是否需要流水线的自动化过程?因为客户需要这种自动化的产线,所以宏山正在筹划当中。大家拭目以待,将会在这几年让大家看到我们有类似的产品出来。

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