未來大功率激光切割機會向什么方向發(fā)展？
2021-01-22 09:18
在金屬板材加工領(lǐng)域中，激光切割機的優(yōu)勢非常凸顯，因精度高、速度快、質(zhì)量好等優(yōu)點，已逐漸取代傳統(tǒng)的加工工藝，成為金屬板料切割的核心設(shè)備[1]。從激光切割機興起，到光纖激光切割機取代YAG、CO2等機器，再到大功率激光切割機的不斷推出，對于切割厚板和切割效率來說，大功率的設(shè)備已經(jīng)是大勢所趨。
根據(jù)中研普華研究報告《2020-2025年激光切割機市場發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查及供需格局分析預(yù)測報告》統(tǒng)計分析顯示：
一節(jié) 2016-2018年中國激光折彎行業(yè)總體規(guī)模分析
一、企業(yè)數(shù)量增長分析
圖表：2016-2018年中國激光折彎行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量
數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理
據(jù)不完全統(tǒng)計，2018年中國激光折彎行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量約有391家，數(shù)量有一定的增長。
二、從業(yè)人數(shù)增長分析
圖表：2016-2018年中國激光折彎行業(yè)從業(yè)人員數(shù)量
數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理
2018年，中國激光折彎行業(yè)從業(yè)人員約為29.1萬人。
三、資產(chǎn)規(guī)模增長分析
圖表：2016-2018年中國激光折彎行業(yè)資產(chǎn)規(guī)模情況
數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)整理
據(jù)不完全統(tǒng)計，2018年中國激光折彎行業(yè)資產(chǎn)規(guī)模約為209.6億元，較2017年上漲了3.51%。
（1）大功率切割機介紹
激光切割機可根據(jù)功率分為小功率、中功率和高功率。對于厚度一般的不銹鋼和碳素鋼，小功率激光切割機就可以進行良好的切割。而對于切割厚板和切割效率來說，大功率的激光切割機可以很好的實現(xiàn)。因此，激光器功率在萬瓦級以上的激光切割機統(tǒng)稱為大功率激光切割機（見圖1）。
圖一 大功率切割臺面
（2）光纖激光器功率的規(guī)格
針對激光切割金屬板材厚度的不同，大功率切割機上所選的光纖激
光器的功率規(guī)格也不同，從目前發(fā)展趨勢上來看，在金屬加工市場中，各大中小型企業(yè)逐漸升級到多種規(guī)格，見表1。
（3）使用氣體的規(guī)格
在高功率激光切割機工作時，為 切割的準確度、切割的速度、切割斷面的效果等諸多優(yōu)勢，對所使用的氧氣純度要求較高，一般要求純度為99.99%。
環(huán)保潔凈切割模式
強力風(fēng)機，澎湃動力；總控風(fēng)門，小格分區(qū)，強勁攏吸；
專用風(fēng)道，超大口徑，排煙無阻。
（1）高動態(tài)性能的高速切割機床
搭載萬瓦級光纖激光器的機床，采用新款的三角形結(jié)構(gòu)橫梁，其特點：①重量減輕30%，動態(tài)性能明顯提升。②.大移動速度可達到100m/min，加速度為2.2g的動態(tài)響應(yīng)特性。③底體增加了重量，約為10%，改變機床固定方式，消除高加速度運動對機床沖擊力的影響。
（2）全新的軟件系統(tǒng)
軟件及控制系統(tǒng)就像機床的大腦及指揮中心，機床運行的精度、效率除了硬件升級帶來的紅利之外，整機性能的差異主要來自于軟件及控制系統(tǒng)的不同，且往往差異很大。
（3）可實現(xiàn)速度達80m/min的穩(wěn)定切割
①電容式傳感器的響應(yīng)速度比傳統(tǒng)的切割頭提高了3倍。②Z軸速度提升，運行無停頓，且更為流暢，薄板切割效率提升30%以上，提升蛙跳功能的效能，改進了加速度適應(yīng)功能。③ 快速穿孔與精密穿孔功能以及遠程診斷功能，為實現(xiàn)“工業(yè)4.0”的功能預(yù)留了智能接口[2]。
大功率切割頭在高功率連續(xù)作業(yè)的情況下是 切割穩(wěn)定的核心部件，具有以下特點：①大功率切割頭有著密封性更好和冷卻更充分的冷卻系統(tǒng)、應(yīng)用范圍更加廣泛的焦點和耐高溫的鏡片。②大功率熱透鏡效應(yīng)的影響，切割頭在長時間的工作下，光束會有焦點漂移的現(xiàn)象發(fā)生，為了克服焦點漂移的問題，大功率切割頭采用了新的氣路設(shè)計結(jié)構(gòu)及更換了新結(jié)構(gòu)的噴嘴，從而來提高切割的速度及切割的穩(wěn)定性。
（2）切割中薄板的效率倍增
①切割厚度為3～10mm的不銹鋼板材時，10000W激光切割機的切割速度是6000W的兩倍以上。②10000W激光切割機在碳素鋼的切割應(yīng)用中，可以達到18～20mm/s的快速亮面切割，是普通標準切割速度的兩倍。③可以用壓縮空氣或氮氣切割12mm以內(nèi)的碳素鋼板，切割效率是氧氣切割碳素鋼速度的6~7倍。
大功率設(shè)備發(fā)展
激光切割作為切割加工中非常理想的加工手段，代表著現(xiàn)代金屬加工技術(shù)的發(fā)展方向。大功率激光切割機目前也正在向著高速度、高精度、大幅面、三維切割及特種材料切割等領(lǐng)域進行關(guān)鍵性技術(shù)研究和發(fā)展，從而促進大功率激光切割的技術(shù)發(fā)展來滿足日益增長的市場需求。
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