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    CO2激光器激光配件該如何應對光纖激光器的挑戰

    加入日期:2013-10-22    錄入: 茂和興   查看:5314   復制鏈接

          不同波長的工業加工激光器的市場定位 

     
      目前,在金屬加工領域,主要有CO2激光器、固體激光器和光纖激光器。如果從波長來分,就是10 um波長激光器(CO2激光器)和1um波長激光器(固體激光器和光纖激光器)兩類。從市場競爭的情況來看,實際上可歸納為兩種不同波長激光器之爭。
     
      從歷史上講,CO2激光器應用時間最為悠久,使用維護技術也最為成熟,市場擁有量也最大。目前,仍占最大市場份額。從結構上看,CO2激光器由于有真空密封和氣體循環環節,因此,體積較大,維護點較多。固體激光器和光纖激光器在這方面占優。從光束傳輸上講,1um波長激光器可以通過光纖傳導,在實際應用,特別是三維加工中比較便利。從光束質量上講,光纖激光器和CO2激光器較好,固體激光器較差。
     
      由于材料對不同波長激光的吸收率明顯不同,因此導致了這幾種激光器在金屬加工領域的細分定位。來自德國University of Technology Dresdenhe和Fraunhofer Institute IWS的研究結果澄清和明確了前幾年市場上混亂的輿論誤導。圖2為CO2激光器和光纖激光器切割不同厚度鋼板時,材料對不同波長激光的吸收率曲線。從中可以明顯看出:(1) 針對三種不同的聚焦直徑50、100和200um,隨著板厚的增加,光纖激光的材料吸收率分別在0.8、1和2mm板厚處達到最大值后,就急劇下降,而CO2激光的材料吸收率隨板厚增加而增加,當板厚大于5mm后,材料吸收率趨于飽和,始終維持在0.4以上;(2)對50um和100um聚焦直徑,當板厚超過1.3mm和2.8mm左右時,光纖激光的材料吸收率就開始低于CO2激光的材料吸收率,50um和100um焦斑的光纖激光材料吸收率在4.4mm和5mm 板厚處就分別下降到0.2和0.3以下,遠低于CO2超過0.4的材料吸收率。而200um焦斑的光纖激光的材料吸收率在厚度超過5.5mm后也開始低于CO2激光的材料吸收率。這意味著:在5mm以內的薄板切割中,光纖激光材料吸收率較大,切割速度和效率較高,但在5mm以上厚板切割中CO2激光占有明顯優勢。
     
      德國Trumpf公司的Gerdard Hammann和Beyer等人給出了1um波長光源和10um波長光源切割品質的評估結果:1um波長激光的切割質量遠低于CO2激光的切割質量
     
      盡管目前光纖激光器的發展勢頭很猛,但在加工4mm以上板材時,CO2激光器優勢明顯。由于激光加工站通常希望能提供各種不同厚度的切割服務,因此CO2激光器將牢牢保持這一部分市場份額,盡管許多公司現在開始提供光纖激光切割機,但CO2激光切割機仍是其主打產品。
     
      雖然光纖激光器在薄板切割中速度更快,但同樣的加工服務,2kW的CO2激光也能很好滿足,不過,前者的設備價格卻遠高于CO2激光器的價格。因此,用戶在購買激光切割機時,要根據自己的財力情況和加工業務情況做出理性選擇。
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