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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)           錄入時間:2023/5/5 23:42:01

中厚板行業(yè)市場增速驚人

超高功率激光加工機迎來行業(yè)大發(fā)展

疫情之后,大量訂單轉(zhuǎn)入中國。2021年中國工程機械產(chǎn)值突破8000億人民幣,用鋼近500萬噸,農(nóng)機行業(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,光纖激光加工機幾乎一統(tǒng)江山,具有較好的性價比優(yōu)勢,F(xiàn)在特高功率的激光加工機的下料、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,同時投資成本和使用成本也在降低,逼近等離子切割機。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。

中厚板加工痛點一:

材料、能耗成本上漲,行業(yè)嚴重內(nèi)卷

疫情導(dǎo)致全球供應(yīng)鏈不暢,產(chǎn)能和運力不足,大宗商品漲價嚴重, 給用鋼占比高的工程機械、農(nóng)機、造船等行業(yè)的成本壓力大。這些行業(yè)原本價格戰(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。但是如果不能穩(wěn)定生產(chǎn),動輒停機,會損害客戶在市場中的競爭力。

中厚板加工痛點二:

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

工程機械、農(nóng)機、礦機、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,縮短交貨期對提升設(shè)備、廠房利用率,提升利潤貢獻巨大。這意味著對加工設(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)境惡劣且工作強度大,一旦出現(xiàn)故障,停機成本高,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)境里危害將會被加倍放大,給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失。

中厚板加工痛點三:

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

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

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,對工人的呼吸道和肺部造成嚴重傷害。相對于以上兩種加工方式,高功率激光切割機的污染較小,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。

以工程機械、農(nóng)機為代表的重型機械是碳排放的重點行業(yè),排放的國標不斷提高,正在全面以新能源電機驅(qū)動取代燃油驅(qū)動,這種過程中會對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進行重新設(shè)計和優(yōu)化,和乘用車一樣,減重也是減排的關(guān)鍵,高強鋼熱成形+激光切割工藝也會大量進入這些行業(yè)。

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

面對激光加工機的競爭,等離子切割機也在不斷優(yōu)化進步。不同技術(shù)路線的更替取代之路并不是一帆風(fēng)順。實際使用中,有的廠家在使用了特高功率切割機之后,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度之大,加工環(huán)境之惡劣,遠非薄板加工能比。有些特高功率的光纖激光切割機往往并不能如宣傳的那樣高效可靠,工作一段時間后,功率衰減嚴重,電光轉(zhuǎn)化率低,不能持續(xù)穩(wěn)定在標稱的高功率狀態(tài)下工作,對激光鏡片、切割頭以及機床基座的耗損驚人。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)工程機械、礦山機械、船舶工程、農(nóng)用機械、石油管道、鋼結(jié)構(gòu)、風(fēng)電、軌道機車、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,YLS-ECO激光器功率高達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,能幫助激光加工機降低機器故障率,提高特高功率的加工時間,降低加工和維護成本,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30 kW,電光轉(zhuǎn)換效率高達50%,運行成本低,免維護,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呢?

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

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,為嚴苛的應(yīng)用提供長期穩(wěn)定激光功率。

這種超長壽命的超強品質(zhì)源于IPG全面垂直整合戰(zhàn)略,自主設(shè)計和制造所有的關(guān)鍵零部件,通過零部件的設(shè)計和制造快速迭代升級,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)新的競爭力

以額定功率30kW激光器,每天運行16個小時,占空比75%,一年工作300天,電費1元/度計算,IPG的激光器功耗為60kW,電光轉(zhuǎn)化率為50%,水冷機功耗18kW,激光器一年的電費約為216,000元,水冷機電費64,800元,總電費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,水冷機約36 kW,激光器每年電費為327,273元,水冷機電費為131,564元,總電費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,使用時間越久,帶來的優(yōu)勢就會越明顯。一般兩年之后,很多其他品牌激光器衰減嚴重,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期穩(wěn)定輸出額定功率。

2021年,國家出臺“碳中和”、“碳達峰”政策,未來碳排放權(quán)的多少,決定著一個國家和地區(qū)的經(jīng)濟發(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,獲得生態(tài)環(huán)保收益。IPG利用先進技術(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、安全監(jiān)測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小時衰減率小于 0.5%,長期功率穩(wěn)定性在±1% ,2萬小時額定功率保障。這就保證加工的過程中,對切割頭、鏡片、光纖等零部件不會因為功率大起大落造成毀損,引起安全事故,也不會產(chǎn)生不可控制的煙塵來損害工人的健康。當業(yè)內(nèi)將激光加工機當做一種“消費品”的時候,IPG依然恪守品質(zhì)優(yōu)先,讓機床成為可靠的投資品,不犧牲品質(zhì)去降價參與競爭,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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