Оптоволоконный Лазерный Режущий Станок
Прямая Продажа Без Посредников
Мы предлагаем волоконные лазерные станки для резки с диапазоном мощности от 1000 до 40000 Вт, способные резать углеродистую сталь более 30 мм и нержавеющую сталь более 25 мм. Лазерные источники и режущие головы - это мировые бренды, такие как Precitec, Raytools, AU3Tech, WSX; OSPRI лазерные источники IPG, Raycus, JPT, Max photonics и другие. Мы также предлагаем экономичные решения, такие как использование лазеров Raycus и лазерных режущих головок WSX китайского производства.
Мощные режущие лазеры (10 000 Вт+)
В последние годы лазерные технологии играют все более важную роль в промышленном производстве.
С развитием обрабатывающей промышленности к высокотехнологичному интеллектуальному процессу трансформации традиционные технологии обработки стали трудно удовлетворить рыночным требованиям к более высокой эффективности и точности производства продукции.
Лазерная технология с ее высокой эффективностью, низкими расходными материалами, небольшой деформацией материала и адаптируемостью к обрабатываемому объекту увеличивала скорость проникновения во всех аспектах промышленного производства и стала важным технологическим инструментом, незаменимым в высокотехнологичном производстве.
В последние годы лазерная промышленность быстро развивалась, постепенно улучшалась не только стабильность, но и увеличивалась мощность.
Особенно в последнее время часто выпускаются волоконные лазеры мощностью 10 000 Вт и технологическое оборудование.
Подобные новости можно услышать раз в месяц или два.
Мы не можем не задаться вопросом: почему все продвигают волоконные лазеры мощностью 10 000+ ватт и чем больше мощность волоконных лазеров, тем лучше, насколько велик рынок мощных волоконных лазеров и каково техническое решение.
Чтобы понять реальную ситуацию на рынке, мы взяли интервью у компаний-представителей в цепочке индустрии волоконных лазеров.
Есть компании, которые уже запустили волоконные лазеры мощностью 10000 Вт, и есть компании, которые планируют запустить волоконные лазеры мощностью 10000 Вт, но еще не сделали этого, и есть производители волоконных лазеров и производители оборудования для последующей обработки волоконных лазеров, чтобы быть более всесторонний и объективный.
В ходе месячного исследования мы посетили нескольких производителей волоконных лазеров, производителей оборудования, технических экспертов отрасли волоконных лазеров, экспертов рынка, мы можем описать текущую ситуацию с мощными волоконными лазерами только «впереди долгий путь».
(Если не указано иное, под волоконным лазером высокой мощности в этой статье подразумевается волоконный лазер мощностью более 10000 Вт)
Текущая ситуация на рынке лазерной резки
Среди множества промышленных приложений рынок лазерной резки занимает наиболее доминирующую долю.
А с популярностью волоконных лазеров и ростом спроса на обработку листов средней толщины, станки для лазерной резки большой мощности с очевидными преимуществами постепенно становятся новыми фаворитами рынка.
По сравнению со станками для лазерной резки малой и средней мощности, станки для лазерной резки большой мощности для листов одинаковой толщины более эффективны.
Кроме того, наряду со значительным увеличением мощности, процесс резки также претерпел революционные изменения, обеспечивающие эффективность резки при значительном снижении затрат на обработку для пользователей, а также решение таких больших проблем, как «нестабильное производство толстых листов из углеродистой стали.
Еще в 2017 году ведущие производители лазерного оборудования, такие как Hans'laser, запустили оборудование для лазерной резки мощностью 12 кВт и добились небольших партий продукции.
В 2018 году станки для лазерной резки мощностью 12 кВт появились на крупных выставках, а после запуска Hans'laser оборудования для лазерной резки мощностью 15 кВт некоторые другие производители лазерного оборудования также представили свои собственные продукты мощностью 15 кВт.
В 2019 году Hans'laser снова обновил предел мощности лазерной резки, запустил станок для волоконной лазерной резки мощностью 20 кВт и представил конечный рынок.
Волоконные лазеры также постепенно преодолевают предел мощности, с 12 кВт до 20 кВт, 25 кВт, и на рынке появился самый мощный волоконный лазер 30 кВт - Raycus 30000W Multi-module CW Fiber Laser RFL-C30000.
Многомодульные волоконные лазеры CW, разработанные компанией Raycus, в диапазоне мощностей от 3000 Вт до 30 кВт, обладают высокой эффективностью электрооптического преобразования, высоким качеством светового луча, высокой плотностью энергии, широкой частотой модуляции, высокой надежностью, длительным сроком службы, необслуживаемой эксплуатацией и преимуществами.
Продукт может быть широко применен в сварке, прецизионной резке, плавке и плакировании, обработке поверхности, 3D-печати и других областях. Его оптические выходные характеристики помогают ему лучше интегрироваться с роботами в качестве гибкого производственного оборудования для удовлетворения требований 3D-обработки.
В чем сложность оборудования мощностью 10+ кВт ?
Функциональные компоненты становятся основным ограничением.
Несмотря на быстрое развитие мощных лазерных приложений, стабильность функциональных компонентов стала препятствием для развития сверхмощного оборудования для лазерной резки, рост адаптированной мощности режущей головки намного ниже, чем рост лазера и мощность станка для лазерной резки.
Основными компонентами лазерной режущей головки являются сопла, фокусирующие линзы и системы отслеживания фокусировки.
Насадки
Сопла являются наиболее часто используемыми расходными материалами на станках для резки волоконным лазером и в основном бывают трех типов: параллельные, сходящиеся и конические.
Качество резки неразрывно связано с формой и размером сопла.
Фокусирующая линза
Фокусирующая линза - это основной компонент режущей головки. Исходный световой луч, излучаемый лазером, фокусируется линзой, образуя пятно с высокой плотностью энергии.
С увеличением рыночного спроса на мощные лазеры, фокусная глубина и фокусное пятно традиционных линз ограничены.
Увеличение глубины фокусировки неизбежно приведет к увеличению размера фокусного пятна, что во многих случаях не может удовлетворить требованиям лазерной обработки.
Фокусирующие линзы с большой глубиной фокусировки и высоким разрешением стали новым рыночным спросом.
И фокусное расстояние, и положение фокусировки фокусирующей линзы влияют на качество лазерной резки. Высокоскоростная резка тонких материалов подходит для линз с коротким фокусным расстоянием, а толстые заготовки подходят для линз с длинным фокусным расстоянием.
Система отслеживания фокуса
Система отслеживания фокуса станка для лазерной резки обычно состоит из режущей головки для фокусировки и системы датчиков слежения.
В процессе обработки станка для лазерной резки он может предотвратить столкновение и неравномерную резку, быстро обработать графику и снизить уровень брака продуктов.
В настоящее время существует в основном два типа систем слежения.
Первая - это емкостная сенсорная система слежения, также известная как бесконтактная система слежения;
Вторая - это система слежения за индуктивным датчиком, также известная как система слежения за контактом.
В настоящее время Precitec занимает доминирующее положение на внутреннем рынке Европы режущих головок большой мощности.
В России, с начала 2020 года, доминирует Raytools в поставке режущих голов в составе оптоволоконных лазеров мошностью до 12 кВт.
Большинство станков для лазерной резки мощностью более 10 000 Вт оснащены режущими головками Precitec.
В этой ситуации некоторые китайские производители лазеров и другого оборудования догоняют их, а также увеличили свои инвестиции в НИОКР в области режущих головок для обеспечения стабильности своего мощного лазерного оборудования и достигли определенных результатов.
Некоторые компании выпустили режущую головку, которая может выдерживать сверхвысокую мощность 15 кВт, и достигли массового производства, а технология режущей головки 30 кВт также стала прорывом.
В чем сложность режущей головки высокой мощности?
По словам старшего научного сотрудника, который долгое время занимался исследованиями волоконных лазеров, для получения большей выходной мощности волоконного лазера, такого как волоконный лазер мощностью 10000 Вт, комбинирование нескольких волоконных лазеров средней мощности является эффективным средством в ключевым компонентом которого является сумматор волокон.
Таким образом, для мощных волоконных лазеров объединитель пучков, технология управления температурой в сумматоре пучков и качество выходного пучка после объединителя пучков становятся ключевыми факторами для получения высококачественных мощных волоконных лазеров в отрасли сегодня.
В то же время большинство новых применений, связанных с волоконными лазерами большой мощности, требуют высокого качества пучка.
Чтобы определить, является ли конкретный волоконный лазер высокой мощности стабильным и надежным и насколько он технологически продвинут, можно сравнить эти три точки зрения.
В военной области в волоконных лазерах в основном используется комбинация спектральных лучей для получения высокой мощности, но в промышленной области в Китае нет инноваций в технологиях, все еще в основном используются несколько модулей по одному волокну для объединения лучей, например, использование нескольких модулей. Модули мощностью 2000 Вт, 3000 Вт для объединения лучей для получения волоконного лазера мощностью 10000 Вт.
Высокая мощность комбинированного луча сходится в лучере, и если луч не имеет способности передавать такую высокую мощность, он легко сгорит.
Поскольку сумматоры большой мощности в основном импортируются из-за границы, их могут производить лишь очень немногие европейские и российские производители.
В дополнение к самому волоконному лазеру из-за технического разрыва с зарубежными странами, продукты волоконного лазера высокой мощности для поддержки лазерной режущей головки также имеют более высокие требования.
Если взять в качестве примера станок для лазерной резки, волоконный лазер используется в качестве источника света, соответствующего режущей головке, а затем применяется к станку.
Однако немногочисленны отечественные производители высокомощных лазерных режущих головок, которые требуют высокой общей стабильности оборудования и представляют собой высший уровень отрасли.
По словам инсайдеров отрасли, отечественные режущие головки в основном используются для маломощных согласующих режущих головок, а зарубежные режущие головки в основном используются для мощных лазеров мощностью более 6000 Вт.
Для мощной лазерной резки большая проблема - стабильность режущей головки.
Трудности режущей головки в основном отражаются в методах нанесения покрытия на линзы, конструкции оптического пути, системе охлаждения и расположении двигателя.
Методы нанесения покрытий на линзы
Основная трудность режущей головки большой мощности - это линза.
Чем выше мощность лазера, тем выше и выше плотность мощности линзы. Наибольшую трудность представляет линза для обеспечения устойчивости мощной режущей головки.
Некоторые предприятия решили эту проблему благодаря прорыву в технологии нанесения покрытий на линзы. В настоящее время представленная на рынке режущая головка может стабильно выдерживать выходную мощность 15 кВт.
Конструкция оптического пути
После проблемы с линзами, оптическая конструкция также является большой проблемой.
Поскольку режим масштабирования мощной режущей головки в основном сводится к коллимирующему масштабированию объектива, что отличается от традиционной маломощной режущей головки, использующей масштабирование фокусного объектива.
Для высокомощной лазерной головки, если коллиматор приближается к волокну, плотность мощности будет выше.
Система охлаждения
В дополнение к процессу покрытия линз и конструкции оптического пути, система охлаждения режущей головки и контроль точности двигателя также являются сложными проблемами для высокопроизводительной режущей головки.
В процессе резки листа увеличение мощности лазера приносит больше энергии и увеличивает вероятность повышения температуры линзы и режущего сопла. Охлаждение в процессе должно обеспечиваться водяным охлаждением или другими схемами охлаждения.
Позиционирование двигателя
В аспекте управления двигателем некоторые методы обратной связи устанавливаются на двигателе для компенсации с помощью обратной связи, которая может корректировать положение, делать позиционирование более точным и ускорять скорость реакции фокусировки.
Чем выше мощность, тем лучше?
Волоконный лазер высокой мощности в основном используется для лазерной резки и лазерной сварки в промышленной сфере. Чем выше мощность, тем лучше. Многие опрошенные нами лазерные предприятия выдвигают концепцию «предельной мощности».
Они считают, что для приложений лазерной резки сам процесс резки имеет предельную мощность, за которой качество и скорость резки больше не будут улучшаться.
Переход на другие лазеры, такие как эксимерные или CO2-лазеры, может быть более экономичным.
Обычно они считают, что для промышленного рынка мощность 6 кВт может удовлетворить более 95% потребности рынка в резке, а волоконный лазер мощностью более 6 кВт - очень маленький рынок в области резки.
Внедрение оборудования для волоконной лазерной резки мощностью 12 кВт, 20 кВт и 20 кВт может лишь показать, что на рынке существует спрос на мощное лазерное оборудование.
Однако это особое требование в очень небольшом диапазоне, и в настоящее время нет необходимости для крупномасштабных проектов.
Поэтому мы называем высокомощный волоконный лазер направлением развития, когда волоконный лазер не пробил 10000 Вт. Когда у каждого есть эта техническая мощь, уместнее говорить о сфере ее применения.
В особых материалах, которые трудно обрабатывать, маломощный лазер работает медленно, не может резать и режущий эффект оставляет желать лучшего.
В то же время материалы с высоким коэффициентом отражения требуют большей энергии для удовлетворения потребностей обработки, которая является «местом использования» лазера мощностью 10000 Вт.
В то же время производители лазерного оборудования отмечают, что высокомощный лазер в основном используется на рынке обработки, а спрос корпоративных клиентов на рынке обработки составляет в основном 6000-8000 Вт.
Емкость всего рынка тесно связана с национальной макроэкономикой.
Резка нержавеющей стали - эффективность до 400%
Резка углеродистой стали -высокоскоростная резка средних и тонких листов воздухом вместо кислорода
Как показано на рисунке выше, при резке блестящей поверхности углеродистой стали существует предельная мощность при определении толщины листа.
Если фактическая мощность меньше предельной мощности, с увеличением мощности скорость резания соответственно увеличится;
если фактическая мощность больше предельной мощности, с увеличением мощности скорость резания останется неизменной и не улучшится; при этом эффект резки не изменится.
В настоящее время в центре внимания заказчиков остается волоконный лазер мощностью 12 кВт.
Учитывая различную эффективность обработки и рыночный спрос, большинство производителей лазеров по-прежнему рассматривают мощность 3000-8000 Вт как главное поле битвы рыночной конкуренции, хотя они освоили лазерную технологию мощностью 10000 Вт и имеют прототипы продукции.
Вышеуказанная точка зрения рассматривается с точки зрения предельной мощности промышленной обработки.
В ходе исследования мы также услышали другой голос: просто от применения лазера в качестве инструмента и источника тепла при лазерной обработке, чем выше мощность (мгновенная мощность или средняя мощность), тем лучше возможности обработки.
Применения сверхвысокой мощности, прорыв в области эффектов термообработки, а также ключевые технологии были протестированы с использованием волоконных лазеров мощностью 15 кВт / 20 кВт и показали, что они работают лучше, чем 6000 Вт.
Современные продукты мощностью 10 000 Вт могут выполнять резку листов средней толщины, таких как углеродистая сталь, и устранять необходимость во вторичном шлифовании.
По мере улучшения характеристик и выходной мощности лазеров большой мощности пользователи также будут переключаться на более подходящие лазеры высокой мощности, когда выгода превышает затраты.
Порог плавления металла составляет один миллион ватт на квадратный сантиметр, а порог модификации поверхности металла - десять тысяч ватт на квадратный сантиметр. Исходя из этих двух основных данных, можно увидеть, что мощность лазера в 100 000 или даже 1 миллион ватт будет реально использоваться в будущем.
С точки зрения областей применения, основные области применения мощных лазеров в железнодорожном транспорте, авиакосмической промышленности, судостроении, военном строительстве. С точки зрения судовой сварки очень подходят лазеры большой мощности, но они еще не применяются в Китае.
А как насчет стоимости?
Преимущество лазерной технологии заключается в высоком качестве и высокой эффективности, то есть в качестве передачи по оптоволокну и эффективности фотоэлектрического преобразования.
Чем выше мощность, тем выше глубина обработки и скорость сварки. Конечно, преимущества и недостатки зависят друг от друга.
Для высокотехнологичных предприятий инвестиции в НИОКР в технологии и продукты являются первой категорией затрат, в которую необходимо вложить соответствующие таланты, средства и время.
Некоторые из основных компонентов не могут быть поставлены сами по себе, но также необходимо закупить сырье, такое как оптическое волокно, источник накачки, сумматор, решетку, систему управления цепями и т.д.
Стоимость даже выше, иногда до 70% от стоимости общей стоимости.
Стоимость инвестиций настолько велика, зачем предприятию стремиться к высокой мощности?
Это ориентированный на прибыль характер.
Инсайдеры отрасли заявили, что, хотя рынок маломощных китайских лазеров занят отечественными брендами волоконных лазеров, по сравнению с импортными продуктами отечественные маломощные продукты одержали непрерывную победу, но на рынок выходит слишком много предприятий, и цена упала резко, что приводит к жесткой конкуренции и низкой рентабельности, например, волоконный лазер мощностью 1000–3000 Вт.
Однако общий рыночный спрос на 3000-6000 Вт, 10 кВт или волоконные лазеры с большей мощностью невелик, но они могут обеспечить дифференцированную конкуренцию. Добавленная стоимость продуктов высока, а норма прибыли относительно велика, поэтому они становятся новым рынком для предприятий.
Кроме того, важная причина - демонстрация технической силы.
Например, IPG Photonics объявляет широкой публике, что может продавать индивидуализированные цельноволоконные лазеры промышленного класса мощностью 500 000 Вт.
Мы не знаем, есть ли в отрасли места, где используются продукты класса 500 000 ватт, но мы должны отдать должное передовым технологиям.
Таким образом, возможность разработки лазеров более высокой мощности не только доказывает возможности компании в области НИОКР, качество продукции, но и является достаточной для того, чтобы стать рекламной точкой для компании.
С точки зрения производителей оборудования, отраслевые инсайдеры заявили, что только несколько производителей продуктов мощностью 10 000 Вт по качеству и стабильности могут удовлетворить требования производителей оборудования, другие поставщики лазеров по-прежнему нуждаются в процессе продвижения и обратной связи.
Вовлечет больше компаний, производящих волоконный лазер, и у производителей оборудования будет больше вариантов, и соотношение закупочных цен, естественно, увеличится.
И чем выше мощность волоконного лазера, тем лучше, это «добро» - вопрос не однозначный.
Непрерывный технологический прорыв, локализация основных компонентов, совершенствование вспомогательного оборудования, рыночный спрос и развитие областей применения будут способствовать развитию волоконного лазера, а также трансформации и модернизации производства.
До мощных волоконных лазеров еще далеко.
Контакты
| Телефон | +7(495)797-78-97 |
| Адрес | ООО "АрматА", ИНН 7721482360, г. Москва, Рязанский проспект, д. 86/1 |
| info@fiber-laser.ru | |
| Доп. поле | Авторизованный дилер RayTools AG на территории РФ |
