第十二届金属加工行业——荣格技术创新奖获奖产品报道(Ⅲ)

来源:荣格

发布时间:2017年5月17日上午 09:05:33

功能部件(含激光器)

功能部件(含激光器)

贰陆 BIMO-FSC高功率光纤激光切割头



贰陆Highyag推出的BIMO-FSC高功率光纤激光切割头,最高可承受功率可达8kW,有电动控制焦点位置和光斑大小两种配置可以选择,产品具有紧凑的结构,模块化设计,从而使贰陆Highyag 能够为客户提供宽范围的切割解决方案。可靠的结构和灵巧的设计能够适用多种材料和厚度切割,为终端客户在方便性和高效切割方面有优秀的表现。产品具有以下特性:

● 体积紧凑,模块化设计,适用于平板切割的各种应用;

● 大范围的简便调整功能和明确的焦点位置指示;

● 直线型和90 度转角结构均可实现;

● 最大40mm 焦点调节范围;

● 客户可以有1.2-3.2倍连续放大倍率的选择来获得不同直径光斑;

● 6kW及以下激光功率无需水冷;

● 保护窗快速更换;

● 可选的高度传感器模块及保护镜污染监控模块。

开发背景:

激光技术在国内市场的运用已经日益明显,特别是最近几年。据相关部门统计,目前二维和三维激光切割机加工占激光应用的65%,激光焊接占20%左右激光打孔、打标占10%以下,其它应用占5%左右。我国已有越来越多的用户看认识到激光加工的独特高效性能,在汽车制造业、航空航天领域、开关行业、机车制造和金属材料加工行业激光切割机都得到了普及性的运用。

随着大功率激光器光束质量的不断提高激光切割机的加工对象范围大幅扩大,几乎包含了当今所有的金属和非金属材料,适用行业也几乎覆盖了全球所有的加工制造生产行业,可以说,只要激光技术的研究开发能够快速转化为应用,激光加工的应用前景一片大好,且不可限量。

创新点:

● 利用贰陆Highyag 本身的技术优势,如高功率透镜光学及冷却设计。采用高纯度熔融石英材料进行光学系统设计,可实现6kW一下无水冷切割。

● 采用非球面光学设计,实现光纤最佳匹配,准直光斑最佳,聚焦光斑尺寸小,能量集中度高,有效地提高了切割头的切割速度。

● 高密封性机械结构设计,保证内部镜片长时间使用寿命。

● 采用模块化设计,实现易耗品零部件的灵活维护。

贰陆红外激光(苏州)有限公司

电话:+86-512-6761 9295

网址:www.ii-vi.com.cn

凯普林 9XXnm/210W 高功率半导体激光器



NewBeamTM系列915nm高功率半导体激光器产品在全新的光学平台上实现了≥ 210W@135μm/0.22NA的功率输出。产品利用全新的光学耦合设计,将多支单管通过专利设计的光学结构进行空间和偏振合束,高效耦合入135μm/0.22NA光纤,实现了≥ 210W的稳定光功率输出。该产品还可提供内置热敏电阻,方便用户使用时精确控温。此外,NewBeamTM 系列产品体积小,结构紧凑,十分适用于小型化光纤激光器的泵浦。这款210W级915nm/135μm/0.22N.A. 光纤输出的稳波长泵浦产品能为高功率光纤激光器用户提供更高效的泵浦、实现更高的光功率输出。

开发背景:

随着光纤激光器的应用越来越广泛,未来对≥ 2kW级功率光纤激光器的需求明显增加,这就对作为泵浦源的半导体激光器的输出提出了更高的要求,要求半导体激光器向更高功率、更高亮度、更高性价比方向发展。目前在实现kW 级别的高功率光纤激光器一般选择200W@200μm 量级或者140-150W@105μm量级的产品作为泵浦源,但是这两款产品配合在kW 级光纤激光器上,或者亮度不够或者性价比不够高。为了实现更高功率同时又保证性价比,凯普林开发了NewBeamTM系列915nm 210W高功率半导体激光器,能够为高功率光纤激光器提供更理想的泵浦源。

创新点:

利用全新的光学耦合设计平台,同时将多只管芯同时以超高耦合效率耦合进入135μm,0.22NA芯径光纤中并且保证产品可以稳定可靠的工作是改进创新的关键。如何实现高功率的耦合效率,如何设计光纤结构保证可靠性,如何保证产品设计适于批量生产都是技术难点。

北京凯普林光电科技股份有限公司

电话:+86-10-8368 1053

网址:www.bwt-bj.com

英诺 AOFemto 工业级飞秒激光器



AOFemto系列激光器采用了自主研发的混合主振荡半导体泵浦固体功率放大技术,目前AOFemto系列激光器可稳定输出功率20W红外和10W绿光。基于成熟可靠的英诺激光AONano系列激光器产品生产线,AOFemto系列激光器采用了同样的高品质部件和配件,并且其紧凑型的产品设计极易整合于激光加工设备中,提供了可靠、稳定的优质光源,非常适合用于24/7大规模生产环境。

由于拥有卓越的光束质量和稳定的高输出功率,AOFemto系列工业级固体飞秒激光器几乎可以加工所有材料而不留下任何热损伤或留下非常少的热损伤。而这样高质量要求的材料加工在以前是不可能采用激光的。正因为拥有如此革命性的加工优势,AOFemto广泛适用于汽车工业、医疗设备生产、消费电子业、工业激光加工、半导体,以及生物医疗和国防等行业。

目前这种独特的材料加工已经对汽车工业产生了重大影响,AOFemto系列激光器已被用于处理高端喷油嘴的缸内喷气(GDi)模组加工。由于GDi模组能够极大地提高引擎效率的同时,还能有效地增加经济效益和减少有害物质排放,所以目前几乎所有新生产的汽车都装配这种喷油嘴模组。

在消费电子行业方面,特别是AMOLED和OLED显示上,AOFemto系列激光器已经广泛被用作制造精细的金属掩膜(FFM),而这种金属掩膜是将RGB和电极材料沉淀在低分子有机电致发光显示器上。目前FFM制作工艺是用光刻腐蚀法,不仅制造时间长,还造成掩膜表面留下严重的锥度,使得显示器失真。用AOFemto系列激光器则可以完美解决这个难题,如今,生产商可以利用AOFemto去制造锥度极小的FMM掩膜,而更重要的是,激光制造可以省去光刻腐蚀所需的光学掩膜。

开发背景:

飞秒激光市场在过去几年有了长足的增长,同时也被预测在未来的3至5年内有飞跃性的爆发。然而,这一乐观的发展态势,依赖于飞秒激光器高额的采购成本和运营成本的下降。英诺激光视此为一个机会,借助于久经纳秒级激光器市场苛刻考验的成熟可靠激光器生产元器件、模组以及稳定紧凑的平台化、模块化激光器设计,经过不断检验测试,最终研制出行业领先、稳定和突出性价比的工业级飞秒激光器。

创新点:

飞秒激光及其特性让产品在新型材料和新型设计上的开发拥有无限可能。AOFemto系列激光器能提供给客户更具性价比的飞秒激光解决方案,让他们进一步提高设备的设计和性能,从而使得终端客户拥有更好的体验,并且还能减少使用危害环境的有毒化学制造。

英诺激光科技股份有限公司

电话:+86-755-8635 0999

网址:www.inno-laser.com

阿帕奇 D50摆动焊接头



D50 wobble摆动焊接头是IPG Photonics推出的用于焊接的激光加工头。其可承受的功率达到业内领先的12kW,具有多重参数选择,其附带污染实时监测功能(焊接头报警模块),支持摄像头选项和焦距微调功能,同时兼容多种准直镜及聚焦镜,机身设计轻巧。此外,用户还可以根据自身的需要,选配风刀、气体辅助装置/金属蒸汽抑制装置、同轴喷嘴等,并可选配焊缝跟踪模块,以达到更好的焊接效果。

创新点:

●相比普通的激光焊接,具有更好的焊缝成形性和焊接质量;

●其具有的螺旋线式加宽了焊缝,就意味着降低了焊缝预制条件——采用摆动焊接可实现间隙较大情况下焊接时的搭桥,从而降低了对前道下料工序的要求,也就降低了下料投入的成本;

●正8字、倒8字(∞)、环形、线性等的多种摆动波形,以及可调节的摆动振幅与频率,有效满足了不同的焊接要求;

● 它与IPG Weld焊接软件的高效协同,实现了各种焊缝形状,灵活满足了各种焊接的要求;

●它焊接铝材时有效抑制了气孔产生,提高焊缝质量,因此是铝合金焊接的理想选择;

●能够焊接异种材料。

阿帕奇(北京)光纤激光技术有限公司

电话:+86-10-5058 6577-5515

电邮:rosemarywang@ipgbeijing.com

嘉强 自动调焦激光切割头



BM110系列是于2016年推出的一款自动调焦的光纤切割头。该产品外置电机内置驱动单元,通过线性机构驱动聚焦镜在22mm范围内自动变更位置,使用者可以通过程序设定连续调焦,完成厚板的快速穿孔和自动切割不同厚度、材料的板材。该产品可搭载D30的复合透镜组对光束进行整合,多元化的接口设置,使之能够搭配各种光纤激光器。同时,优化了光学设计,水冷的设计使得激光头可以在高功率下长时间持续稳定地工作。

开发背景:

激光切割的高精度以及优秀的切割效果是和激光切割头焦点的控制不可分割的,尤其是在切割不同材料及不同厚度的板材时,更是需要进行精确的调焦。在现今市面上,绝大多数的激光切割头调焦的主要方式是依靠人工手动来完成的。而与传统的调焦方式不同,BM110具备了自动调焦的功能。

目前市场上的激光切割头大多都是不可调整焦距或者需要手动调整焦距,这样的激光头需要事先调整焦距,在做切割等工艺,只适合切割较为平滑的钣金材料,然而如果钣金材料高低不平,激光头则会因为无法对准焦距而产生位置偏移、切不透、毛刺严重、牵引线偏移大等等。因此嘉强(EMPOWER)集合机电单元,解决了这一大障碍。

创新点:

BM110是通过采用一个电机驱动聚焦镜作上下运动来实现自动调焦的。只要在数控设备上设置数值,机器就可自动将焦点快速调整到最合适的位置。这大大提高了激光切割的加工效率,用户可以通过程序设定连续调焦,完成厚板的快速穿孔和自动切割不同厚度、材料的板材。搭配3kW光纤激光器切割20mm 碳钢板预穿孔时间保守估计小于8s,而工艺精湛的最快可达到3s !

上海嘉强自动化技术有限公司

电话:+86-21-6760 1510

网址:www.empower.cn

金先锋 光束质量分析仪



Beam Watch是目前唯一的非接触式高功率激光光束分析仪,利用颠覆性技术来测量高功率金属加工激光的光束特性,为更精准的加工提供了保证。它无需阻截激光光束,可以提供实时测量。可以每秒钟测量多次激光光束聚焦位置,焦点大小,由此可以直观测量出大功率激光器开启时刻激光的光束特性。

该技术具备:

●实时测量激光光斑大小;

●非接触式,激光光束完全通过;

●激光器启动状态下测量焦平面位置及大小;

●功率范围:1kW-没有上限(目前为止,我们已经测量到120kW);

●自动化系统集成接口设计;

●本地网络GigE相机接口设计;

●专利技术。

开发背景:

随着激光在工业加工中的应用越来越广泛,用户对激光器的要求也越来越高。为了得到更精确的加工指标,用户希望对激光器的认知也越来越全面。过去我们只需要了解激光器能否对金属进行焊接、切割、打标等就可以了。而现在,对参数的要求越来越严格。所以,准确检测激光器参数成为了工业加工用户的必要要求。

激光器主要有功率/能量,光斑大小,光束质量M2,焦点稳定性等参数。过去都是使用接触式测量方法,也就是激光直接照射在测量仪器上,然后得出需要的技术参数。随着激光器的功率越来越大,直接照射在测量仪器上的测量方法已经无法适应工业加工的要求。主要原因是激光器功率太高,测量仪器需要大幅度衰减激光能量,这样已经没办法得到实时的准确数据了。因此,非接触式高功率激光光束分析仪Beam Watch应运而生。它具有专利技术,不需要直接接触激光,就可以实时测量出激光参数。因此收到了广大客户的好评。

创新点:

传统的测量方式都是由激光直接照射在检测仪器上,然后来测量激光的参数。但是随着激光功率越来越高,普通检测仪器已经承受不了激光功率,非常容易损坏。所以,非接触式激光测量仪器已经是非常必要的了。

那么,如何对激光进行非接触式测量呢?这是一个非常难的事情。众所周知,激光本身没有实体,所以必须要有一个载体才能测量。我们利用高功率激光本身遇到高密度气体会产生散射的原理,给Beam Watch充高密度氮气。当激光照射到氮气上产生散射后,用相机来拍摄并进行分析,最终得出激光参数。由于激光并没有接触到实体,所以对激光功率没有限制,可以测量非常高的激光。

北京金先锋科技有限公司

电话:+86-10-6263 4840

网址:www.teo.com.cn

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