自進(jìn)入市場以來，光纖激光器在過去的十年里經(jīng)歷了井噴式的增長。今天就讓我們一起來談?wù)?，究竟有哪些因素促成了這段增長歷史，并且成就了當(dāng)今的制造商。

初入市場時(shí)，光纖激光器面臨著與二氧化碳激光器、固體激光器等其它激光器競爭的局面。當(dāng)時(shí)，光纖激光器優(yōu)于其它產(chǎn)品的特點(diǎn)包含清潔性、易維護(hù)、精準(zhǔn)性以及無需費(fèi)用高昂的耗材。

隨著技術(shù)的發(fā)展，快速的切割速度成為光纖激光器戰(zhàn)勝其它類激光器的最新優(yōu)勢，同時(shí)“低運(yùn)營成本”也不再是光纖激光器為人推崇的首要因素。相比同功率段的二氧化碳激光器，一臺(tái)光纖激光器切割一片薄鈑的速度要足足快三倍之多。

后來，生產(chǎn)效率的大幅提升令光纖激光器迅速搶占了其它產(chǎn)品的切割市場份額，也真正地將光纖激光器的發(fā)展推向了增長曲線的頂端。光纖激光器在切割應(yīng)用市場的出現(xiàn)帶動(dòng)了與其相關(guān)的泵源技術(shù)的發(fā)展。隨著泵源的不斷改進(jìn)，光纖激光器不僅獲得了更具競爭力的功率單價(jià)，性能也得到了很大的提升。

光纖激光器最為矚目的能力之一，是它能夠切割和焊接黃銅、鋁、銅、金、銀等高反射金屬。相較而言，二氧化碳激光器或固體激光器在加工此類金屬時(shí)極易受到損傷，因?yàn)樵诩庸み^程中激光器發(fā)出的光束會(huì)從金屬表面反射回來，從而損傷設(shè)備本身。而光纖激光器如今已成功攻克了這一難題。

光纖激光器不僅可用于切割各種高反射金屬，其切割產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛。譬如切割用于電氣連接總線的厚銅，切割用于建材的薄銅，切割/焊接用于珠寶設(shè)計(jì)的金或銀，焊接用于機(jī)身結(jié)構(gòu)或汽車車身的鋁等。

電動(dòng)汽車電池，是光纖激光器作為關(guān)鍵制造技術(shù)的另一市場。過去，電池中的電極極片需經(jīng)過修剪、切縫或模切等工序，這些工序不僅會(huì)磨損刀具模具，在改變零件設(shè)計(jì)時(shí)也不夠靈活。而光纖激光切割技術(shù)可以通過編輯圖形在零件上切出任意形狀，這種非接觸式的激光切割工藝免去了每月更換模具或刀具的困擾。 

金屬3D打印或增材制造是光纖激光器的另一大應(yīng)用新領(lǐng)域，高質(zhì)量材料打印性能的光纖激光器可輕松制造具有出色尺寸精度和精細(xì)分辨率的打印零件。

光纖激光器在增材制造和金屬切割市場的應(yīng)用預(yù)計(jì)將持續(xù)保持增長。盡管它在增材市場仍處于起步階段，但其迅猛發(fā)展之勢已證明這一推測。伴隨著持續(xù)提升的生產(chǎn)效率和更具競爭力的成本，光纖激光器的切割應(yīng)用將繼續(xù)成為制造商的經(jīng)濟(jì)首選。而這也解釋了為何如今光纖激光器正進(jìn)入更多的應(yīng)用領(lǐng)域，并逐步替代水刀、等離子、沖裁、剪切等非激光技術(shù)的市場現(xiàn)狀。

如果從功率段來看光纖激光器的發(fā)展軌跡，早期1000至2000瓦的光纖激光器在市場上最受歡迎。隨著人們對加工速度與效率的追求，3000至6000瓦的產(chǎn)品取而代之成為了行業(yè)熱門。未來，這一趨勢預(yù)計(jì)將推動(dòng)行業(yè)對10千瓦以及更高功率段光纖激光器的需求。

遠(yuǎn)程激光加工是光纖激光器獲得增長機(jī)遇的另一大領(lǐng)域。顧名思義，遠(yuǎn)程激光加工是使用振鏡掃描系統(tǒng)遠(yuǎn)距離移動(dòng)激光光束。通過振鏡掃描光束取代移動(dòng)傳統(tǒng)的焊接頭或切割頭將帶來更快的加工速度，尤其是在關(guān)閉激光切換不同加工區(qū)域時(shí)速度更快。  

遠(yuǎn)程焊接目前只應(yīng)用于大批量的生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，如焊接汽車車門、車身或車座。我們相信引入高達(dá)4000瓦高功率段的光纖激光器和低成本/中等性能的遠(yuǎn)程振鏡掃描系統(tǒng)將開辟新的激光焊接市場，如制造辦公家具、電器或其它輕工業(yè)產(chǎn)品。

這些發(fā)展機(jī)遇需要我們對光纖激光器進(jìn)行性能和價(jià)格的不斷優(yōu)化。通用性和生產(chǎn)效率——始終將是現(xiàn)代制造業(yè)中切割、焊接和其他材料加工市場最為看重的關(guān)鍵因素。

本文發(fā)表于

FFJournal 2018年3月刊

Industrial Laser Solutions 2018年6月刊