2023年3月29日，第24屆ITES深圳工業(yè)展盛大開幕！本屆展會上，6萬瓦激光切割機(jī)無疑成為整個光電展區(qū)“最耀眼的仔”。在奔騰激光展臺上，我們現(xiàn)場見證了全球首臺60kW激光切割機(jī)的揭幕儀式，見證了60kW針對50mm厚板的“秒穿孔”以及如薄板般的切割速度，也見證了奔騰與創(chuàng)鑫簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議的里程碑時刻。
然而，在本月初奔騰激光、創(chuàng)鑫激光通過維科網(wǎng)激光直播平臺首次在云端展示6萬瓦激光切割機(jī)并引起廣泛關(guān)注后，業(yè)內(nèi)也發(fā)出這樣的疑問：5萬瓦已經(jīng)很快了，6萬瓦還有必要嗎？剛剛問世的6萬瓦切割機(jī)能穩(wěn)定嗎？激光切割機(jī)拼功率什么時候才是盡頭？帶著這些問題，筆者在展會現(xiàn)場與奔騰激光總裁吳讓大先生進(jìn)行了深入交流。
市場需要6萬瓦嗎？
多年以前，業(yè)內(nèi)主流聲音認(rèn)為，6kW激光能夠覆蓋市場上98％的需求，追求更高的功率并沒有太大意義。然而，以奔騰激光為代表的企業(yè)一直致力于解決厚板加工難題，不斷引領(lǐng)著高功率激光設(shè)備的發(fā)展，并不斷刷新著激光切割金屬的厚度上限、速度極限。
隨著激光切割金屬的能力日漸提升，替代等離子等傳統(tǒng)加工設(shè)備也成為萬瓦激光切割機(jī)的最大增長點(diǎn)。在吳讓大看來，過去推出2萬瓦、3萬瓦切割機(jī)就是奔著替代等離子加工的方向努力，但因?yàn)楣β什粔颍?萬瓦面對100mm以上的厚板只能做極限切割，無法穩(wěn)定量產(chǎn)，因此只能替代部分等離子市場。而6萬瓦的出現(xiàn)，將不銹鋼切割極限厚度提升至315mm，能實(shí)現(xiàn)100mm以下不銹鋼的穩(wěn)定批量切割，其中200mm不銹鋼切割速度是鋸床加工的15倍；將碳鋼空氣切割的極限厚度提升至50mm（速度是等離子切割的3倍），基本上能完全替代等離子、火焰、鋸床等傳統(tǒng)的厚板加工工藝。
當(dāng)前，在厚板需求量極大的船舶、重型機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)仍以等離子、火焰等傳統(tǒng)工具作為主流選擇。6萬瓦激光切割的問世，打破了過去激光無法企及的厚度，讓鋼錠、鐵錠等超厚材料加工成為可能，也將推動激光切割工藝加速進(jìn)入超厚板加工市場。
而在10－30mm的中厚板加工領(lǐng)域，6萬瓦的出現(xiàn)可以說是重新定義了激光切割的效率。早年間業(yè)內(nèi)將切割速度大于10m／min的板材定義為薄板，當(dāng)時20mm屬于需要專門立項(xiàng)攻關(guān)的厚板領(lǐng)域。而6萬瓦空氣切割20mm碳鋼能夠輕松達(dá)到11m／min的速度，過去的高難度厚板已經(jīng)被歸入薄板行列。目前，厚度為10－20毫米金屬板的加工量幾乎占據(jù)了加工總量的60％以上，6萬瓦將讓這一范圍的金屬加工效率大幅提升，加工質(zhì)量也較過去更有提升。
攜手創(chuàng)鑫，簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議
提到激光切割迎來全面替代等離子的機(jī)遇，不得不提到國產(chǎn)超高功率激光器的代表企業(yè)——創(chuàng)鑫激光。作為一個立足于深圳的民營企業(yè)，創(chuàng)鑫激光在無背景、無資源的情況下，靠產(chǎn)品說話，多年來一直致力于給激光應(yīng)用提供更快的刀，持續(xù)引領(lǐng)著國產(chǎn)超高功率光纖激光器的發(fā)展與應(yīng)用。國內(nèi)首臺應(yīng)用于工藝領(lǐng)域的25kW、30kW、40kW、50kW，以及今天正式推出的60kW均出自創(chuàng)鑫手筆。
對于與創(chuàng)鑫激光簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，吳讓大表示：“這些年光纖激光器的競爭非常激烈。我們在這種激烈的競爭環(huán)境中，看到了創(chuàng)鑫激光堅(jiān)定落實(shí)超高功率的發(fā)展戰(zhàn)略，并且取得不錯的成績，產(chǎn)品質(zhì)量也有了很大的提升。而這與奔騰現(xiàn)階段的發(fā)展戰(zhàn)略非常匹配，因此我們選擇創(chuàng)鑫激光成為戰(zhàn)略合作伙伴。”
正如吳總所言，創(chuàng)鑫激光在激烈的競爭環(huán)境下一路披荊斬棘、打破種種質(zhì)疑。創(chuàng)鑫激光很早就意識到市場對于超高功率激光應(yīng)用的需求，但當(dāng)時萬瓦激光應(yīng)用才剛剛露出苗頭，市面上包括切割頭在內(nèi)的各種配套部件發(fā)展十分不完善。在這樣的背景下，創(chuàng)鑫激光面對“有器無頭、不實(shí)用”的質(zhì)疑聲不斷前行，甘當(dāng)業(yè)內(nèi)第一個吃螃蟹的先行者，通過提升激光器功率倒逼上下游配套升級，引領(lǐng)整個行業(yè)前進(jìn)，并最終打造了國內(nèi)的超高功率激光生態(tài)。
2021年，創(chuàng)鑫激光推出包含激光器、切割頭、控制系統(tǒng)在內(nèi)的“三合一”系列，親自下場攻克超高功率切割頭難題。2022年，創(chuàng)鑫激光5萬瓦激光器和切割頭同步落地，幫助無錫某不銹鋼廠實(shí)現(xiàn)加工效率革命。
創(chuàng)鑫激光品牌負(fù)責(zé)人曾劍鋒表示：“經(jīng)過多年的摸索，我們認(rèn)定萬瓦激光能夠有效解決客戶最關(guān)注的效率問題，而6萬瓦將幫助客戶建立新的‘代差優(yōu)勢’，在切割質(zhì)量、切割效率和高集成智能化方面為客戶帶來全面升級。我們?nèi)ツ昃蛯?萬瓦激光器交付奔騰激光進(jìn)行工藝測試，去年年底工藝參數(shù)就已經(jīng)出爐。與奔騰建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，既是基于雙方戰(zhàn)略目標(biāo)的匹配，也是創(chuàng)鑫激光夯實(shí)超高功率激光器引領(lǐng)者地位的體現(xiàn)。”
6萬瓦的難點(diǎn)和穩(wěn)定性保障
對于全球首臺6萬瓦激光加工設(shè)備，用戶最關(guān)注的應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定性的問題，其中最核心的難點(diǎn)在于激光器和切割頭。
創(chuàng)鑫激光的6萬瓦光纖激光器繼承了全球獨(dú)步的單模塊萬瓦“一高（泵源光輸出高亮度、有源纖芯高亮度）、二小（泵源光小芯徑、信號光小芯徑）、三包層（獨(dú)創(chuàng)專利、承載萬瓦泵浦光）”的優(yōu)良基因，具備結(jié)構(gòu)緊湊、高亮度及高可靠性等優(yōu)良特性。
憑借“器件先行”戰(zhàn)略深厚的積累和創(chuàng)新，創(chuàng)鑫激光新一代泵浦光能量密度在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升26％，體積僅為之前的20％，降低了整體復(fù)雜度及體積，并保持了高功率在的小芯徑輸出，保持了優(yōu)異的光束質(zhì)量。此外，創(chuàng)鑫激光采用國內(nèi)獨(dú)家專利的三包層光纖，采用石英、樹脂雙重泵浦光保護(hù)，耐受泵浦光和信號光是普通單模雙包層光纖的10倍，大大降低燒纖幾率，確保了小芯徑高能量輸出的穩(wěn)定性。
最終，創(chuàng)鑫激光推出的60kW光纖激光器光束質(zhì)量、器件數(shù)量均與多模塊20kW相當(dāng)，體積僅比多模塊20kW略大，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)配150um芯徑，定制100um芯徑，能量密度高達(dá)764MW／cm2，能夠?qū)崿F(xiàn)更快的切割效率。
而在切割頭方面，奔騰激光2年前就開始立項(xiàng)攻關(guān)6萬瓦激光切割頭。經(jīng)過兩年的努力，實(shí)現(xiàn)了在長時間負(fù)載切割的情況下，切割頭依然能保持溫度穩(wěn)定性和溫度梯度穩(wěn)定性，并在密封性、傳感器等方面做了諸多改進(jìn)，確保了6萬瓦切割頭能夠用于穩(wěn)定生產(chǎn)。
6萬瓦后，激光應(yīng)用何去何從？
當(dāng)然，吳讓大也沒有回避最尖銳的問題——激光切割機(jī)拼功率什么時候才是盡頭？6萬瓦之后，還會上8萬瓦、10萬瓦切割機(jī)嗎？
對于這一問題，吳總給予了正面回答，他表示：“以目前我們對6萬瓦工藝參數(shù)的理解，我們認(rèn)為激光切割機(jī)發(fā)展到6萬瓦可以告一段落了，因?yàn)槟壳暗?萬瓦激光切割機(jī)已經(jīng)具備完全取代等離子、火焰切割的能力。再去進(jìn)一步提高激光功率，對切割效率和切割能力貢獻(xiàn)已經(jīng)不那么明顯，反而會進(jìn)一步增加用戶的成本，也會進(jìn)一步增加能耗，不利于環(huán)保。因此，我們會在6萬瓦這個階段停一段時間，把更多精力放在尋求工藝突破方面。未來，我們有信心做到在6萬瓦功率不變的層面上，實(shí)現(xiàn)切割效率、切割質(zhì)量的進(jìn)一步提升。”
在切割功率封頂之后，吳讓大認(rèn)為下一步的重心將在開發(fā)針對超厚板的高功率激光焊接方面：“從市場角度來說，厚板焊接和厚板切割其實(shí)是同一個市場，同一類客戶群體，我們介入這一市場難度并不大。而且我們在高功率焊接領(lǐng)域早有布局，并且積累了一定的先發(fā)優(yōu)勢。我相信，在5年之后，電弧焊、氬弧焊等傳統(tǒng)焊接工藝會像現(xiàn)在的等離子切割一樣，慢慢被高功率激光焊接、激光復(fù)合焊接所取代。”
而創(chuàng)鑫激光實(shí)際上也早早開始了高功率之外的多線布局。一方面，創(chuàng)鑫激光針對激光應(yīng)用的“工具化”趨勢，開發(fā)了極具性價(jià)比的標(biāo)記、焊接工具產(chǎn)品，并大力推動激光工具的電商化，推動激光走進(jìn)千家萬戶；另一方面，創(chuàng)鑫激光也針對時下火熱的新能源市場做了充分的技術(shù)布局，目前已成為國內(nèi)某頭部動力電池廠的核心光源供應(yīng)商。
正如曾劍鋒所說：一家獨(dú)大無法推動激光事業(yè)的發(fā)展，百花齊放才是產(chǎn)業(yè)發(fā)展主旋律。創(chuàng)鑫激光與奔騰激光的戰(zhàn)略合作，既能以更具性價(jià)比的價(jià)格讓鈑金行業(yè)受益，還會用更好的品質(zhì)、更好的性能、更好的技術(shù)，讓整個行業(yè)有全新的選擇，并將全力以赴為新行業(yè)、新客戶提供更高效的解決方案。
