Tendência de miniaturização de lasers de fibra

Nos últimos anos, os lasers de 10000 watts se tornaram produtos padrão no campo das máquinas de corte a laser de fibra e a popularidade de lasers de 10000 watts melhorou significativamente os limites de eficiência e capacidade do processamento industrial. No entanto, com um grande número de fabricantes entrando no circuito de 10000 watts, a competição homogênea também mergulhou esse mercado em um Mar Vermelho "Guerra dos Preços". Esse ambiente também fez com que o crescimento do mercado de laser de fibra óptica da China caísse em uma situação quase estagnada de "aparentemente subindo, mas não subindo".

Para quebrar esse dilema do mercado, muitas empresas começaram a buscar rotas competitivas diferenciadas. Atualmente, as três rotas óbvias para lasers de fibra são de alta potência, alto brilho e miniaturização.

A alta potência tem sido o tema principal do desenvolvimento de lasers de fibra óptica nos últimos anos. Com a popularização de lasers de 10000 watts, 30000 watts, 40000 watts e lasers de 50000 watts entraram sucessivamente no mercado de processamento de metal. Para os próprios lasers, as dificuldades centrais estão na tolerância ao poder e na estabilidade a longo prazo dos dispositivos; Para aplicações práticas, a falta de componentes estáveis ​​e confiáveis ​​de suporte é o maior obstáculo ao seu desenvolvimento.

Alto brilho é na verdade o atributo básico dos lasers de regressão. Ao melhorar a densidade de energia por unidade de área, ela pode atingir o efeito de substituir a alta potência por alto brilho e baixa potência. Ao mesmo tempo, tem vantagens óbvias em áreas como processamento de material refletivo alto e fabricação avançada. Suas dificuldades centrais estão no controle da instabilidade do modo e efeitos não lineares.

A miniaturização é a chave para abrir um novo mundo de aplicações a laser - tamanho menor, peso mais leve e maior integração. Ele anulou o entendimento passado do processamento a laser e gerou ferramentas portáteis a laser, como soldagem a laser portátil, limpeza a laser portátil e promoveu bastante o desenvolvimento de aplicações a laser.

O processo de miniaturização de lasers de dez mil watt

Devido ao fato de que os lasers de fibra podem obter melhoria de potência através da superposição do módulo e da combinação de feixes, o volume geral do laser também está aumentando durante o processo de melhoria da potência do laser de fibra. Em 2017, um laser de fibra de 6kW com vários módulos de 2kW combinados entrou no mercado industrial. Nos lasers seguintes de um ou dois anos, 8kW, 12kW, 15kW e 20kW foram introduzidos sucessivamente, mas até os lasers de 20kW foram combinados com base em 2kW ou 3kW na época, resultando em um enorme volume de produtos acabados. Embora o desempenho tenha sido melhorado, o volume excessivo também apresenta dificuldades significativas para os usuários em transporte e montagem. Com a crescente demanda por 10000 watts, os fabricantes de laser estão começando a considerar como reduzir o volume geral.

A idéia principal no estágio inicial era aumentar a potência de um único módulo de laser, aumentando gradualmente os 3 kW anterior a 4 kW e 5 kW e reduzindo o volume, reduzindo o número de módulos de combinação de feixe para lasers de 10000 watts. No entanto, nesse estágio, a diminuição repentina no número de módulos e o aumento repentino no poder de um único módulo representam um desafio significativo para a estabilidade dos núcleos a laser.

À medida que os desafios acima são superados gradualmente, outra grande vantagem dos lasers de módulo único começa a surgir - a qualidade do feixe de lasers de módulo único que não sofrem combinação de feixes é bastante aprimorada, e seu desempenho é significativamente melhorado em comparação com lasers multimodo em áreas como como Processamento de chapa metal e fabricação de precisão. Como resultado, os lasers de módulo único de alta potência começaram a se tornar produtos independentes integrados à máquina de corte a laser de fibra.

Nesse estágio, os fabricantes domésticos de laser fizeram muita otimização e melhoria para os cenários de aplicação e características ópticas de lasers de módulo único. Após vários anos de esforço, um único módulo de 12kW foi introduzido. Comparado a um laser de 12kW multimodo, um laser de 12kW único módulo tem uma redução de volume de cerca de 60%, uma redução de peso de cerca de 40%e uma capacidade de processamento comparável a 15kW em determinados materiais. Pode -se dizer que a idéia principal nesta fase é substituir lasers de combinadores multimodo por lasers de módulo único por volumes menores em alguns cenários de aplicação.

Guiados pela busca de volume menor, alguns fabricantes de laser começaram a conceber novos conceitos de design, alcançando uma redução adicional no volume de lasers de módulo único. Pegue o BWT, que possui uma linha de produtos miniaturizada relativamente completa, como exemplo. A máquina de corte a laser da Chittak é o mesmo gerador a laser usado pelo BWT.

Nas faixas de energia 1500W e 2000W, que já eram de tamanho muito pequeno, a série Lightning novamente reduziu seu volume em 40% e peso em 25%, enquanto a banda de energia de 3000 W reduziu seu volume em quase 75% e peso em 50%. Na banda de potência de 6000W, que tem as mudanças mais significativas, o laser de raios reduziu seu volume em quase 90% e reduziu seu peso em quase 75% em comparação com o laser antigo! O "Big Brother" da série Lightning, o laser de fibra Lightning 12kW, é 75% menor em volume e 60% em peso mais leve que o antigo laser de módulo único.

Expandindo o território de lasers miniaturizados

Pode -se dizer que essa redução disruptiva de volume tem um impacto significativo no jusante, o mais óbvio do qual é o mercado de soldagem a laser portátil. A máquina de soldagem a laser portátil inicial foi equipada com um resfriador de água e um laser de módulo único à moda antiga de 1000W, com um volume de 1,05m de gabinete? (Equivalente ao volume de uma máquina de lavar à moda antiga). Com a explosão do mercado e a demanda por portabilidade do usuário nos últimos anos, menor e mais portátil se tornam a busca consistente dos fabricantes de soldagem portátil. Os lasers subversivos da série Lightning "encolhendo" possibilitam a instalação de duas máquinas de soldagem portátil em um porta-malas.

Para usuários de processamento de chapa metal, essa nova forma de design de gavetas permite que os lasers sejam enviados com conjuntos completos de equipamentos, alcançando verdadeiramente o uso instantâneo após desmontagem e permite que os usuários digam "tchau" para salas de ar condicionado a laser tradicionais e ocupadas, economizando, economizando Mais de 30% do tempo de instalação do equipamento.

Outro foco que atraiu a atenção é o aumento significativo dos custos de remessa em 2022, que aumentou os custos de transporte das empresas de exportação. A redução significativa no volume do laser significa um aumento significativo no número de lasers que podem ser carregados no mesmo contêiner, bem como uma redução no número de contêineres necessários para o mesmo número de lasers, que podem economizar custos significativos de frete para empresas . Em particular, os agentes estrangeiros também podem obter maiores vantagens competitivas devido aos menores custos logísticos.

De acordo com os dados atuais do mercado, os lasers miniaturizados foram inicialmente aceitos pelo mercado. No primeiro ano do lançamento do Lightning Series Laser, a BWT alcançou vendas de quase 20000 conjuntos de lasers e levou a BWT a obter um impressionante recorde de 300% de crescimento ano a ano em remessas a laser de fibra. Pode-se dizer que, no atual circuito laser miniaturizado, a BWT se tornou um representante merecido da empresa líder.

Prospect - Prospectiva de desenvolvimento de lasers miniaturizados

O Lightning Laser, que alcançou grande sucesso em seu primeiro ano no mercado, provou a viabilidade da rota de miniaturização para lasers de fibra no campo industrial. É previsível que lasers menores e mais portáteis sejam introduzidos em um futuro próximo, e também se espera que mais cenários de aplicação que não possam ser acessados ​​pelos lasers se tornem um novo ponto de explosão na indústria a laser após o desenvolvimento adicional da miniaturização.

Você pode imaginar qual o impacto dos cenários de aplicação e conceitos de design de produtos de toda a indústria a laser terá quando o laser de dez mil watt do tamanho de um notebook for introduzido? A máquina de corte a laser e a máquina de soldagem a laser portáteis ainda estão em sua forma atual? O que acontecerá com a linha de produção automática de processamento a laser porque não requer mais uma posição separada a laser? Que tipo de "arma de matar" emergirá da combinação de um laser de subinatura e um drone? Onde está o limite limite para a miniaturização?