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在今年9月举行的中国国际工业博览会上,凯普林光电隆重推出了“雷霆系列”光纤激光器产品,凭借高集成、高功率、高亮度三大特点,展现了激光切割和中国制造的硬核创新实力,一度成为展会的关注焦点,引领切割行业发展新方向。
赵巨云/ 凯普林光纤事业部产品总监
“芯片一体化”设计,引领集成化新航向
本次展会上,凯普林光电不仅带来了“雷霆系列”光纤激光器产品,更是将新系列产品的核心大脑——“芯片一体化”设计(Chip to Chassis,CTC)向外界进行了集中展示。公司光纤事业部产品总监赵巨云表示,该项技术是将芯片、热沉结构、泵浦模块与激光器进行一体化设计,省去了从芯片到泵浦模块整个结构以及后续装配环节,从而将集成化特点充分展现。
三年前,凯普林光电洞悉激光行业小型化、轻量化发展趋势,积极探索手持焊市场,从机翼融合理念中汲取灵感,从新能源汽车一体化压铸技术实践中把握本质,在国内率先将芯片一体化设计理念引入激光器领域,实现量产应用。
泵浦源作为光纤激光器的关键部件,决定了产品的核心性能。凯普林光电对泵浦源的轻量化和高性能研究及成果落地,为激光行业的芯片一体化技术和光纤激光器功率提升奠定了基础。
芯片一体化设计的最大好处是,可以显著降低激光器的整体体积,同时又能有效提升激光器的散热效果。新设计为激光器带来更高的可靠性,从而帮助终端客户在使用激光器时可以实现更稳定的效果。赵巨云谈到:芯片一体化技术将给激光行业带来更多的可能性,促进激光器以及工业加工、激光切割等集成设备的设计制造优化,推动工业快速发展。
“三高”产品亮相,打造激光切割新样板
2022年,凯普林光电推出了“闪电系列”光纤激光器,引领焊接领域的小型化、轻量化变革,更小更轻的激光器,推动一体式手持激光焊接机越做越小,越做越精,让终端用户使用更便捷。今年,公司以“雷霆系列”为载体,在激光切割领域推出新系列光纤激光器产品,完成对超高功率激光切割赛道的布局,促进行业提质降本增效。
“雷霆系列”光纤激光器通过芯片一体化技术,开发并研制了高亮度、准单模新一代雷霆光学平台。新系列产品具备高集成、高功率、高亮度三大特色。通过功率合束技术及超高功率输出技术,突破功率上限,实现高光束质量输出,最终实现60kW-100kW超高功率稳定输出。
更高的输出功率带来更快的加工速度,但同时也要保证加工效果。对此,凯普林光电在研发新品时投入了大量精力和时间。公司在研发过程中克服了光斑控制、抗回返光、散热等技术难点,从原材料选择、晶体设计、镀膜检验等方面进行严格的质量筛选,并结合芯片一体化设计、密集空间排列理论,解决了散热等痛点,保障超高功率的稳定运行。
芯片一体化设计得以让激光器的体积变得更小巧、集成度更高。以12kW产品为例,通过新设计可以把激光器的体积做到非常小的程度,较上一代12kW产品体积缩小了70%。产品的集成度大大提升,既方便了集成商的装配工作,避免二次拆卸;又为终端用户的实际使用带来了便捷,不用二次装配,可以让整机设备在最短时间内上线投入使用。
当前,12kW-30kW量级光纤激光器是目前的行业应用主流,可解决多数厚板切割应用难题。但随着超高功率时代到来,60kW-80kW量级产品可进一步提升加工效率,解决超厚板、高难度厚板切割等疑难杂症。“雷霆系列”超高功率段激光器产品,在经过现场测试后完全达到客户的预期效果。
经过测试,“雷霆系列”60kW光纤激光器切割25mm碳钢时的速度可以达到7.3m/min,切割效率显著提升。而更高功率段的80kW激光器在切割更厚板材时,已经完全能替代等离子体切割和火焰切割。另外,“雷霆系列”光纤激光器可以通过各种模式控制,实现更干净的光谱,拉曼抑制可以做到非常优的效果,确保加工过程持续稳定。
经第三方检验认证,“雷霆系列”光纤激光器在80kW以上可以实现150μm输出,M2可以达到18的量级,在亮度方面实现较高的水平。从最小的12kW到最高的100kW,新系列光纤激光器可满足不同的加工需求。在断料加工领域,“雷霆系列”光纤激光器产品可以实现加工场景的全覆盖。
当前,激光器的发展方向沿着高集成、高功率、高亮度的方向发展,反映的是终端客户对切割速度和效果的要求越来越高。这也是凯普林光电从实际出发,从客户需求出发,推出“雷霆系列”光纤激光器产品的初衷。
面对中国制造业转型升级的新征程,以“雷霆系列”光纤激光器为代表的新一代激光切割工具,完成技术、效率、服务的全新升级,将逐渐取代等离子、火焰等传统工业切割工具,高效服务船舶制造、建筑钢构、机械加工、能源电力等领域,筑牢实体经济根基,助力中国制造高质量发展。
来源:荣格-《国际金属加工商情》
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