V posledných rokoch sa 10,000 wattový laser stal štandardným produktom v oblasti priemyselných laserov, popularita 10,000 wattového lasera výrazne zlepšila efektívnosť a kapacitu hranice priemyselného spracovania. S prílevom výrobcov na 10,000 wattovú dráhu však homogénna konkurencia uvrhla aj tento trh do „cenovej vojny“ Červeného mora. Toto prostredie tiež priviedlo rast čínskeho trhu s vláknovými lasermi do kvázi stagnujúcej situácie „zdanlivo hore, ale nie hore“.
Homogenizácia vláknovým laserom pokus o prelom
Aby prelomili túto trhovú dilemu, mnohé spoločnosti začali hľadať diferencovanú konkurenčnú cestu. V súčasnosti sú pre stroj s vláknovým laserom zrejmejšie tri cesty vysoký výkon, vysoký jas, miniaturizácia.
Vysoký výkon je hlavnou témou vývoja vláknových laserov v posledných rokoch, keď sa začal popularizovať 10,000 wattový laser, 30,000 watt, 40,000 watt, 50 ,000 wattov na trh spracovania kovov jeden po druhom, pre samotný laser spočíva jeho hlavná zložitosť v tolerancii výkonu zariadenia a dlhodobej stabilite; pre praktické aplikácie je najväčšou prekážkou jeho vývoja nedostatok stabilných a spoľahlivých podporných komponentov.
Vysoký jas je vlastne návratom k základným vlastnostiam lasera, zlepšením hustoty energie na jednotku plochy, aby sa dosiahol efekt vysokého jasu a nízkeho výkonu namiesto vysokého výkonu, pričom pri vysokom antimateriálovom spracovaní, pokročilej výrobe a iné polia majú zjavné výhody, ich hlavný problém spočíva v kontrole nestability režimu, nelineárnych efektov.
Miniaturizácia je kľúčom k otvoreniu nového sveta laserových aplikácií – menších, ľahších, integrovanejších, prevracajúcich doterajšie vnímanie laserového spracovania a viedla k vzniku prenosných laserových nástrojov, ako je ručné laserové zváranie, ručné laserové čistenie atď. výrazne podporuje vývoj laserových aplikácií.
O trende vývoja a situácii na trhu vysokého výkonu a vysokého jasu som v minulosti veľakrát diskutoval a dnes sa zameriam na trhový trend miniaturizácie.
História miniaturizácie 10,000-wattových laserov
Keďže vláknové lasery môžu dosiahnuť zvýšenie výkonu pomocou stohovania modulov a kombinovania lúčov, celková veľkosť lasera sa zvyšuje so zvyšujúcim sa výkonom vláknového lasera. 6kW vláknové lasery využívajúce viacero 2kW modulov s kombinovanými lúčmi vstúpili na priemyselný trh v roku 2017. V nasledujúcom roku alebo dvoch prišli na scénu 8kW, 12kW, 15kW a 20kW lasery, ale dokonca aj 20kW lasery v tom čase boli kombinované na 2kW alebo 3 kW, čo viedlo k obrovskej veľkosti hotového produktu. Napriek zlepšenému výkonu spôsobili veľké rozmery používateľom viac problémov pri preprave a montáži. Keď bol dopyt po 10,{11}} wattoch čoraz zreteľnejší, výrobcovia laserov začali uvažovať o tom, ako zmenšiť veľkosť celého stroja.
Pôvodne bolo hlavnou myšlienkou zvýšenie výkonu jednotlivých laserových modulov, postupným zvyšovaním doterajších 3kW na 4kW a 5kW a redukciou objemu znížením počtu kombinovaných lúčových modulov 10,000-wattových laserov. V tejto fáze však náhle zníženie počtu modulov a náhle zvýšenie výkonu jedného modulu predstavovali veľkú výzvu pre stabilitu každého jadra lasera.
Keď boli vyššie uvedené výzvy prekonané jeden po druhom, začala sa objavovať ďalšia veľká výhoda jednomodulových laserov – jednomodulové lasery, ktoré nemusia podstupovať kombinovanie lúčov, s výrazne zlepšenou kvalitou lúča a výrazne vyšším výkonom ako multimódové lasery. v oblastiach ako je spracovanie tenkých plechov a presná výroba. Výsledkom bolo, že vysokovýkonné jednomodulové lasery sa začali stávať samostatnými produktmi s laserovým zariadením na integráciu.
V tejto fáze domáci výrobcovia laserov vykonali veľa optimalizácií a vylepšení pre aplikačné scenáre a optické charakteristiky jednomodulových laserov. Po niekoľkých rokoch úsilia bol predstavený jednomodulový 12kW laser. Dá sa povedať, že hlavnou myšlienkou tejto etapy je v niektorých aplikačných scenároch nahradiť multimódové kombinované lúčové lasery menšími jednomodulovými lasermi.
Prospect - perspektíva vývoja miniaturizovaných laserov
Laser, ktorý vo svojom prvom roku na trhu zaznamenal veľký úspech, preukázal realizovateľnosť miniaturizačnej cesty vláknového laserového stroja v priemyselnej oblasti. Dá sa predvídať, že v blízkej budúcnosti prídu na scénu menšie a prenosnejšie lasery a očakáva sa, že ďalšie aplikačné scenáre, ktoré sú v súčasnosti mimo dosahu laserov, sa po ďalšom vývoji miniaturizácie stanú novým zlomovým bodom laserového priemyslu.
Viete si predstaviť, že keď sa predstaví 10,000-wattový laser vo veľkosti notebooku, aký vplyv to bude mať na aplikačný scenár a koncepciu dizajnu produktov celého laserového priemyslu? Sú rezacie stroje a ručné zváračky stále v súčasnej podobe? Ako sa zmení automatizovaná laserová spracovateľská linka, pretože už nie je potrebné samostatné umiestnenie lasera? Aký „zabijak“ vznikne spojením takýchto ultramalých laserov s dronmi? Kde je hranica miniaturizácie?
