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半導(dǎo)體激光器 激光切割 激光器
工業(yè)應(yīng)用
高功率光纖激光器助力中厚板穩(wěn)定、高效、靈活和持久加工
材料來源:鋼結(jié)構(gòu)           錄入時(shí)間:2023/5/5 23:42:01

中厚板行業(yè)市場(chǎng)增速驚人

超高功率激光加工機(jī)迎來行業(yè)大發(fā)展

疫情之后,大量訂單轉(zhuǎn)入中國。2021年中國工程機(jī)械產(chǎn)值突破8000億人民幣,用鋼近500萬噸,農(nóng)機(jī)行業(yè)突破2600億,造船用鋼超過980萬噸。這些行業(yè)大量使用中板(4~20mm)、厚板(20~60mm)和特厚板(大于60mm)的鋼板和結(jié)構(gòu)鋼,涉及海量的切割和焊接工作。

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局2017年數(shù)據(jù),大于4mm的中厚板和低于4mm的薄鋼板的產(chǎn)量大約是6:4。在4mm以下的金屬板材加工中,光纖激光加工機(jī)幾乎一統(tǒng)江山,具有較好的性價(jià)比優(yōu)勢(shì),F(xiàn)在特高功率的激光加工機(jī)的下料、切割、鉆孔和焊接能力在不斷提升,在切割厚板速度方面,不斷縮小與等離子切割的差距,同時(shí)投資成本和使用成本也在降低,逼近等離子切割機(jī)。而激光切割縫更小,切割面更光滑、精度和垂直度更高,切屑更少,切坡口的工藝也趨于成熟,正在加速進(jìn)入中厚板加工的切割、下料和鉆孔領(lǐng)域,讓中厚板加工更加精確、精密和復(fù)雜,提供更多的工藝可能。

中厚板加工痛點(diǎn)一:

材料、能耗成本上漲,行業(yè)嚴(yán)重內(nèi)卷

疫情導(dǎo)致全球供應(yīng)鏈不暢,產(chǎn)能和運(yùn)力不足,大宗商品漲價(jià)嚴(yán)重, 給用鋼占比高的工程機(jī)械、農(nóng)機(jī)、造船等行業(yè)的成本壓力大。這些行業(yè)原本價(jià)格戰(zhàn)一直很慘烈,不容易把成本壓力全部轉(zhuǎn)移到下游,這就給上游包括激光加工機(jī)在內(nèi)的供應(yīng)商的銷售和售后帶來很大的壓力。激光切割機(jī)如果能精確下料和切割,降低廢品和返工率,減少邊角廢料以及節(jié)省電能,意味著給這些用戶降低成本,增加利潤(rùn)。但是如果不能穩(wěn)定生產(chǎn),動(dòng)輒停機(jī),會(huì)損害客戶在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

中厚板加工痛點(diǎn)二:

在制品和成品占地大,生產(chǎn)周期長(zhǎng),生產(chǎn)和使用環(huán)境惡劣

工程機(jī)械、農(nóng)機(jī)、礦機(jī)、船舶、鋼結(jié)構(gòu)的在制品往往體積大,占用的生產(chǎn)空間大,縮短交貨期對(duì)提升設(shè)備、廠房利用率,提升利潤(rùn)貢獻(xiàn)巨大。這意味著對(duì)加工設(shè)備的穩(wěn)定性和加工效率要求高。由于這些設(shè)備的工作環(huán)境惡劣且工作強(qiáng)度大,一旦出現(xiàn)故障,停機(jī)成本高,所以就要求核心部件——激光光源,能夠持久穩(wěn)定出光。如果激光器存在質(zhì)量隱患,在復(fù)雜的工作環(huán)境里危害將會(huì)被加倍放大,給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。

中厚板加工痛點(diǎn)三:

成為雙碳減排以及安全生產(chǎn)關(guān)注的焦點(diǎn),正在面臨電動(dòng)化升級(jí)挑戰(zhàn)

最近兩年來,中國對(duì)“碳達(dá)峰”和“碳中和”的執(zhí)行力度越來越大,對(duì)安全生產(chǎn)的要求也逐步向發(fā)達(dá)國家看齊,制造業(yè)相對(duì)惡劣的環(huán)境讓90后和00后工人敬而遠(yuǎn)之。

中厚板傳統(tǒng)的加工方式是等離子切割和火焰切割,這些都不可避免產(chǎn)生煙塵、有害氣體、弧光、噪聲、電磁輻射、金融熔渣等污染,對(duì)工人的呼吸道和肺部造成嚴(yán)重傷害。相對(duì)于以上兩種加工方式,高功率激光切割機(jī)的污染較小,能量更集中,切縫比等離子切割窄,熱響應(yīng)區(qū)小。由于產(chǎn)生的金屬煙塵要少得多,工作環(huán)境比傳統(tǒng)切割有肉眼可見的明顯提升。

以工程機(jī)械、農(nóng)機(jī)為代表的重型機(jī)械是碳排放的重點(diǎn)行業(yè),排放的國標(biāo)不斷提高,正在全面以新能源電機(jī)驅(qū)動(dòng)取代燃油驅(qū)動(dòng),這種過程中會(huì)對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化,和乘用車一樣,減重也是減排的關(guān)鍵,高強(qiáng)鋼熱成形+激光切割工藝也會(huì)大量進(jìn)入這些行業(yè)。

技術(shù)路線替代之爭(zhēng),穩(wěn)定高效的超高功率激光器是關(guān)鍵勝負(fù)手

面對(duì)激光加工機(jī)的競(jìng)爭(zhēng),等離子切割機(jī)也在不斷優(yōu)化進(jìn)步。不同技術(shù)路線的更替取代之路并不是一帆風(fēng)順。實(shí)際使用中,有的廠家在使用了特高功率切割機(jī)之后,如虎添翼,不斷拿下大單;有的廠家則背上沉重的包袱:中厚板的加工難度和強(qiáng)度之大,加工環(huán)境之惡劣,遠(yuǎn)非薄板加工能比。有些特高功率的光纖激光切割機(jī)往往并不能如宣傳的那樣高效可靠,工作一段時(shí)間后,功率衰減嚴(yán)重,電光轉(zhuǎn)化率低,不能持續(xù)穩(wěn)定在標(biāo)稱的高功率狀態(tài)下工作,對(duì)激光鏡片、切割頭以及機(jī)床基座的耗損驚人。而這一切的差別,可能源于是否選擇了一臺(tái)穩(wěn)定高效的光纖激光器。

IPG新推出的YLS-ECO 高效節(jié)能型高功率光纖激光器——加速中厚板市場(chǎng)的加工革命

新款YLS-ECO系列光纖激光器

2022年3月,IPG在中國市場(chǎng)發(fā)布了YLS-ECO高效節(jié)能型高功率光纖激光器,主要服務(wù)工程機(jī)械、礦山機(jī)械、船舶工程、農(nóng)用機(jī)械、石油管道、鋼結(jié)構(gòu)、風(fēng)電、軌道機(jī)車、鍋爐、壓力容器、集裝箱及中厚板金屬加工企業(yè)?捎糜2D/3D 薄板、厚板切割、銅、黃銅和鋁等高反材料加工、不銹鋼和低碳鋼切割、焊接、鉆孔、熔覆、釬焊、熱加工等。

針對(duì)中厚板行業(yè)加工量大、加工環(huán)境惡劣、能耗高的行業(yè)特點(diǎn),YLS-ECO激光器功率高達(dá)30 kW,具有電光轉(zhuǎn)化效率高、應(yīng)用范圍廣、可靠性好,輸出功率穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn),能幫助激光加工機(jī)降低機(jī)器故障率,提高特高功率的加工時(shí)間,降低加工和維護(hù)成本,提高設(shè)備使用壽命。

新款YLS-ECO系列光纖激光器

YLS-ECO 高效節(jié)能型高功率光纖激光器,激光功率高達(dá)30 kW,電光轉(zhuǎn)換效率高達(dá)50%,運(yùn)行成本低,免維護(hù),性能可靠、功率穩(wěn)定,為中厚板加工企業(yè)提供綠色環(huán)保型產(chǎn)品。

這款新型激光器有哪些亮點(diǎn)呢?

1 ►電光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到50%,可達(dá)同類產(chǎn)品的2倍,擁有更低運(yùn)行的成本和更長(zhǎng)的壽命

YLS-ECO 是IPG新推出的一款高效節(jié)能型激光器,提供超高電光轉(zhuǎn)換效率和可靠性。所需的輸入功率更少,自帶除濕器,封裝在氣密型機(jī)柜中,能夠在中厚板行業(yè)惡劣的條件下年復(fù)一年地保持其卓越加工能力,為嚴(yán)苛的應(yīng)用提供長(zhǎng)期穩(wěn)定激光功率。

這種超長(zhǎng)壽命的超強(qiáng)品質(zhì)源于IPG全面垂直整合戰(zhàn)略,自主設(shè)計(jì)和制造所有的關(guān)鍵零部件,通過零部件的設(shè)計(jì)和制造快速迭代升級(jí),適應(yīng)客戶的需求。

此外,YLS-ECO系列激光器延續(xù)了IPG高表面積與體積比制造,體積小巧,大大降低了熱量輸出,從而降低能耗成本以及冷水設(shè)備的冷卻需求和成本。

2 ►大量節(jié)省能耗成本,節(jié)能環(huán)保,構(gòu)建企業(yè)新的競(jìng)爭(zhēng)力

以額定功率30kW激光器,每天運(yùn)行16個(gè)小時(shí),占空比75%,一年工作300天,電費(fèi)1元/度計(jì)算,IPG的激光器功耗為60kW,電光轉(zhuǎn)化率為50%,水冷機(jī)功耗18kW,激光器一年的電費(fèi)約為216,000元,水冷機(jī)電費(fèi)64,800元,總電費(fèi)280,800元;而同類電光轉(zhuǎn)化率為33%的產(chǎn)品功耗需要約90 kW,水冷機(jī)約36 kW,激光器每年電費(fèi)為327,273元,水冷機(jī)電費(fèi)為131,564元,總電費(fèi)458,836元。使用IPG激光器平均每年節(jié)能178,036元,三年節(jié)能534,108元,五年節(jié)能890,180元。

作為市場(chǎng)占有率高、技術(shù)積累雄厚、品質(zhì)穩(wěn)定的IPG生產(chǎn)的光纖激光器,使用時(shí)間越久,帶來的優(yōu)勢(shì)就會(huì)越明顯。一般兩年之后,很多其他品牌激光器衰減嚴(yán)重,而不得不降低加工的速度和難度。而IPG激光器能夠始終如一地保持長(zhǎng)期穩(wěn)定輸出額定功率。

2021年,國家出臺(tái)“碳中和”、“碳達(dá)峰”政策,未來碳排放權(quán)的多少,決定著一個(gè)國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展空間大小,也決定著一家企業(yè)的生死存亡。高排放、高污染企業(yè)的生存空間將越來小,而低能耗低排放的企業(yè),還可以交易排放指標(biāo),獲得生態(tài)環(huán)保收益。IPG利用先進(jìn)技術(shù),將光纖激光技術(shù)逐步取代其他加工方式,在全球減少了上億噸的二氧化碳的排放。

3 ►超高的安全性以及穩(wěn)定帶來的工作環(huán)境優(yōu)化

IPG新的YLS-ECO 激光器擁有光纖保護(hù)、安全監(jiān)測(cè)和光纖互鎖回鎖等功能,消除安全隱患。更重要的,這款產(chǎn)品還是基于IPG的高穩(wěn)定性,出廠前功率有105%余量,1000小時(shí)衰減率小于 0.5%,長(zhǎng)期功率穩(wěn)定性在±1% ,2萬小時(shí)額定功率保障。這就保證加工的過程中,對(duì)切割頭、鏡片、光纖等零部件不會(huì)因?yàn)楣β蚀笃鸫舐湓斐蓺p,引起安全事故,也不會(huì)產(chǎn)生不可控制的煙塵來損害工人的健康。當(dāng)業(yè)內(nèi)將激光加工機(jī)當(dāng)做一種“消費(fèi)品”的時(shí)候,IPG依然恪守品質(zhì)優(yōu)先,讓機(jī)床成為可靠的投資品,不犧牲品質(zhì)去降價(jià)參與競(jìng)爭(zhēng),一直以卓越的光學(xué)品質(zhì)保證加工效率和加工質(zhì)量。

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