近年來，萬瓦激光器已經(jīng)成為工業(yè)激光領(lǐng)域的標(biāo)配產(chǎn)品，萬瓦激光的普及大幅提升了工業(yè)加工的效率和能力邊界。隨著激光應(yīng)用日益普及，各種新場景、新需求的出現(xiàn)也對激光廠家提出了更多要求。在激光器的發(fā)展過程中，筆者發(fā)現(xiàn)“小型化”正成為一股新的浪潮，在近幾年吸引了不少主流廠商入局。這種新興的、更小體積的激光器，又有著怎樣的競爭潛力呢？
單模塊萬瓦激光器——小體積高功率激光應(yīng)用探路者
眾所周知，目前市面上常見的萬瓦激光器通常采用多模合束的方式，通過多個獨(dú)立的小功率光纖激光器模塊將“多路小功率激光”耦合成“一路高功率激光”。能夠通過合束提升功率，恰恰是光纖激光器取代其他激光器成為金屬加工主流選擇的關(guān)鍵特性之一。
但隨著更高功率需求的出現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)參與合束的模塊數(shù)量過多，會明顯降低光束質(zhì)量，進(jìn)而影響切割精度及端面質(zhì)量。要確保高品質(zhì)的高功率輸出，必須降低參與合束的激光模塊數(shù)量，而其中的關(guān)鍵則是提升單個激光模塊的輸出功率。
在這一理念的指引下，部分廠家開始投入對單模塊高功率激光器的研發(fā)。2018年，國產(chǎn)萬瓦激光器（通過2kW、3kW激光模塊合束）開始走向工業(yè)應(yīng)用，2019年后，單模塊4kW、單模塊5kW、單模塊6kW激光器陸續(xù)問世，直到2021年，單模塊12kW激光器開始進(jìn)入工業(yè)市場。
單模塊萬瓦激光器的出現(xiàn)，讓40kW、50kW甚至更高功率的多模激光合束變得更加輕松，同時也讓合束后的激光保持相對理想的光束質(zhì)量，確保加工品質(zhì)。對單模塊激光器自身而言，更好的光束質(zhì)量、更快的切割速度（切割6mm以下不銹鋼速度比肩20kW多模激光器，切割8－20mm不銹鋼速度比肩15kW多模激光器）也讓其快速受到市場青睞。與此同時，單模塊12kW激光器相比多模12KW激光器體積減少約60％，重量減少約40％，邁出了小體積高功率光纖激光器應(yīng)用探索的第一步。
體積僅有1/10——光纖激光器煉成“縮骨功”
盡管單模塊12kW激光器的體積已經(jīng)大幅縮小，但對集成商和終端用戶而言并沒有太實(shí)質(zhì)性的變化——依然需要獨(dú)立的占地面積，需要搭建獨(dú)立的空調(diào)房。小體積的光纖激光器，體積還能做得更小嗎？能對激光設(shè)備帶來實(shí)質(zhì)性的改變嗎？
很快，北京熱刺激光給出了答案。
2022年，熱刺激光推出了截至目前體積最小的單模塊12kW光纖激光器——FC12000。據(jù)了解，這款激光器體積僅有0.096m3，為國內(nèi)頭部同行12kW單模塊激光器的12％！同時，這款激光器重量小于160kg（包括電源線、控制線），約為同行的32％。可以說，這是在單模塊激光器向多模激光器發(fā)起“體積革命”后，又一次令人震驚的體積變化。
熱刺小體積激光器的出現(xiàn)，給激光切割設(shè)備帶來了一種新的思路——取消單獨(dú)的空調(diào)房，將激光器集成進(jìn)機(jī)床控制柜里。這意味著激光設(shè)備的集成度將進(jìn)一步提升，用戶也不再需要預(yù)留空調(diào)房的位置，設(shè)備維護(hù)變得更加輕松。
更重要的是，由于所周知的緣故，2022年海運(yùn)成本大幅上漲，甚至出現(xiàn)了運(yùn)費(fèi)比貨貴的情況。在這樣的環(huán)境下，一個集裝箱內(nèi)如果能裝更多的貨物，將為企業(yè)節(jié)約巨大的物流成本。筆者獲悉，這款體積僅有同類產(chǎn)品1/10的12kW激光器，已經(jīng)在印度、墨西哥等海外市場落地生根，配合新的機(jī)床結(jié)構(gòu)與巨大的物流成本優(yōu)勢，成為海外用戶的不二選擇。
可以預(yù)見的是，光纖激光器“縮骨”成功，有望顛覆現(xiàn)有的光纖激光市場格局。一方面，亮度更高、體積更小、重量更輕的12000W單模塊激光器在自身屬性上，較傳統(tǒng)激光器有了多維度的升級；另一方面，更高的集成度、更穩(wěn)定的性能、更少的占地面積以及更低的物流成本也大大降低了用戶的負(fù)擔(dān)，讓集成商“減負(fù)”、讓最終用戶“降本增效”；除此之外，這種體積只有過去1/10的光纖激光器新形態(tài)，也將大大豐富光纖激光設(shè)備的應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)對更廣闊的激光藍(lán)海市場的拓展，以創(chuàng)新打破內(nèi)卷格局。
揚(yáng)帆藍(lán)海——切入自動化產(chǎn)線，擁抱智能制造
不可否認(rèn)的是，過去十余年鈑金切割應(yīng)用是光纖激光發(fā)展的最重要推手，但當(dāng)國內(nèi)光纖激光技術(shù)逐漸成熟后，粗放式金屬加工已成為更考驗(yàn)激光廠家綜合實(shí)力（品宣、資源整合、價(jià)格）的市場，技術(shù)指標(biāo)的已不再是廠家選購設(shè)備的主要依據(jù)。而這也造成了光纖激光市場的“紅海化”。小體積激光器的出現(xiàn)，除了解決傳統(tǒng)多模激光器故障率高的缺陷外，還有望憑借諸多優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)紅海市場的破局，進(jìn)一步打開激光應(yīng)用的新場景、新市場。
傳統(tǒng)的鈑金切割市場往往對應(yīng)大幅面激光加工機(jī)床，與機(jī)床本身的占地面積以及電控柜、冷水機(jī)、空壓機(jī)等配件占地面積相比，激光器多占地5－10㎡影響不大。但對于一些自動化程度較高的產(chǎn)線（汽車、汽配、鋰電等）而言，每個工位的空間有限，無法安置大型激光器與大功率冷水機(jī)。因此，小體積激光器的出現(xiàn)，能夠快速填補(bǔ)一些激光加工優(yōu)勢明顯、但因成本、空間等因素而未能普及的精密加工場景。
尤其在當(dāng)下，自動化、智能化正以不可逆轉(zhuǎn)的態(tài)勢向各制造領(lǐng)域普及。在汽車、汽配、鋰電等與激光制造密不可分的領(lǐng)域，產(chǎn)線的智能化升級將對激光器帶來大量需求。而這些需求，也只有體積更小、集成度更高的“小體積”激光器才能填補(bǔ)。
從目前的市場反饋來看，小體積激光器已經(jīng)被市場接受，出貨量喜人，但距完全打開前述的產(chǎn)線式精密加工場景仍有一段路要走。熱刺激光技術(shù)人員表示：“小體積激光器與較精密的、自動化程度較高的產(chǎn)線契合度非常高，但就目前而言我們的激光器體積還是偏大，盡管已經(jīng)較過去縮小很多了。如果激光器體積能再縮小一半，那未來的應(yīng)用空間會更廣闊。熱刺激光一方面在做更小體積激光器的嘗試，另一方面也在做單腔輸出更高功率的嘗試。我們期待，中國光纖激光市場能早日走出價(jià)格戰(zhàn)的泥潭，也希望大家能把握住新的市場機(jī)遇。”
