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深钻核心光学技术,炼就更智能、更优质的激光切割头

自激光技术被引进钣金加工行业以来,激光切割机就凭借速度快、精度高、更环保等优势受到市场欢迎。近十年我国激光切割市场一直保持高速增长,推动我国激光产业及高端制造业发展的进程。2021年,我国激光切割市场达280.1亿元。

激光切割头是激光切割机的核心部件之一,是激光通向材料表面的“最后一棒”,切割头的核心光学技术对加工质量有着最直接的影响。随着激光切割机核心光源的变化与功率提升,激光切割头也经历了多次升级换代,在智能制造日益普及的当下,激光切割头也在朝智能化方向发展。

百超迪能自成立以来一直深钻激光切割头的核心光学技术。随着激光切割智能化的趋势日益明显,百超迪能与瑞士百超总部进行跨国联合研发,推出了百超迪能第7代激光切割头:By-Power智能切割头。

一、YAG固体激光时代——凭借自研切割头占领60%市场

实际上,早在2008年公司初创之时,迪能激光就已开始自主研发生产切割头。当时国内激光切割机市场正处于起步阶段,市面上的激光切割机主要以CO2激光切割机和YAG激光切割机为主。迪能激光作为国内激光行业的早期开拓者,带领团队自主研发生产销售YAG激光切割机。但在当时,国内激光企业缺乏对激光切割头的自产能力,进口切割头几乎是国内YAG激光切割机厂家的必选项。

为确保设备拥有稳定可靠的加工品质优先于同行业,迪能激光在研发YAG激光切割机的同时也在研发切割头。随着核心光学技术壁垒被研发团队突破,迪能激光在2008年就自主研发出适用于YAG固体激光切割机的手动调焦切割头,并使迪能激光的YAG固体激光切割机拥有优于同行更好的匹配度和稳定性。

基于这一核心优势,迪能激光研发生产的YAG固体激光切割机在2008年至2014年占领中国市场约60%的份额,名列行业前茅。而迪能激光通过研发切割头取得的成功,也激励了一批国内激光设备厂投身切割头研发的工作。

二、从手动到自动——瑞士百超入局推动切割头升级换代

2011年,光纤激光切割机开始在中国市场崭露头角,此时的用户需求也开始发生变化。迪能激光敏锐感知到市场变化,并于2011年率先研发设计了更具性价比优势,也更便于客户操作的技术升级版手动调焦切割头。这款切割头很好地适应了光纤激光切割机市场的早期发展,迪能激光也凭借500W和1000W以上两款全新研发的切割头稳住了市场地位。

2016年5月,瑞士百超集团收购迪能激光51%股份,成为迪能激光的最大股东,迪能激光的发展也从民营阶段进入合资阶段,品牌升级为百超迪能 。百超迪能在吸收了瑞士百超积淀几十年的先进理念后,技术水平突飞猛进,其切割头的设计和质量也达到一个新高度。

当时的激光切割机工人们可谓“苦手动调焦久矣”,手动调焦不仅效率低下,且精确度也难以保证。基于对客户需求的重视,百超迪能启动了自动调焦切割头的研发计划。凭借对客户需求的深入了解与强大的研发实力,百超迪能于2016年研发出第三代激光切割头——采用脉冲控制的自动调焦切割头。这款切割头大幅提升了穿孔和切割速度,减轻了客户手动调焦的痛苦。

此后几年,百超迪能不断优化自动调焦切割头的设计理念,并顺应激光切割机的高功率发展趋势不断升级换代。经过几年的改进与迭代,百超迪能进一步提高了激光切割头的抗污染、抗腐蚀、抗老化性能与密封性,增强了切割稳定性与切割精度。

三、万瓦时代——巨资打造无尘室及加工中心,严苛工艺环环相扣

2018年,我国激光切割市场开始迈入万瓦阶段。尽管有大量企业入局万瓦市场,并有不少企业试图研发万瓦切割头,但最终能达到稳定量产的屈指可数。

百超迪能的技术人员向笔者透露:“万瓦切割头难就难在流程控制上,这是很多厂家无法解决的难题,百超迪能也是在近两年引入瑞士百超的流程标准后才实现万瓦切割头突破的。越是高功率的切割头,对环境的要求就越苛刻。为满足切割头生产环境的要求,我们引进了百超的无尘技术标准,斥资数百万打造了一个10级的无尘洁净室。此外,针对万瓦切割头的研发生产工作,我们对员工制定了非常严苛的流程标准,包括设计、出图、开发、五轴加工、检测、清洗等。只有每个环节都严格检验,最终的成品才不存在瑕疵。”

在加工工艺方面,百超迪能也斥巨资打造了加工工艺中心,包括五轴加工设备与一系列检测设备、高精密仪器等。凭借这些巨资打造的加工环境和严苛的工艺流程,百超迪能于2019年解决了与万瓦激光器的适配问题,推出了适配12-15kW、可切割50mm碳钢板、50mm不锈钢的切割头。

四、瑞士百超全资控股——切割头全面走向智能化

2020年10月,瑞士百超集团全资控股百超迪能。此后,百超迪能研发团队自主创新能力不断上升,针对坡口切割和智能化趋势,对激光切割头进行了个性化设计。

2021年,在瑞士百超技术的支持下,百超迪能开发出具有高精密、智能化、一体化等优势特点的第五代激光切割头,该款切割头准直腔体和聚焦腔体通过五轴联动(工件加工精度达0.01mm )一体化加工成型,精密度大幅提升。同时,该款切割头引入了智能检测与自动清洁的理念,通过内嵌传感器来检测切割头的实时运行状况,并在腔体内增加洁净装置,可将作业产生的灰尘自动排出,避免人工手动操作。

2022年,百超迪能的智能化切割头全新升级。通过与瑞士百超集团的跨国联合研发,最新款By-Power切割头的智能化程度进一步升级,包括:具备温度、压力、湿度等重要因素的实时监测功能;凭借优良的冷却系统和热管理,让切割头始终处于45℃以下的恒温状态;同时,还可通过手机APP实时监控,快速掌握切割头实时运行状态及温度、湿度、压差等作业指标。

硬件方面,最新款By-Power切割头采用非球面凸面光学镜片,承受性能更好,透光率更高;高品质的光学镜片,膜热吸收率低,光速性能更强,可极速达到热平衡,确保厚板切割稳定;采用独立的保护镜片机舱,用户可轻松打开保护镜片腔体进行维护,操作更便捷等。

针对坡口切割的应用,百超迪能先后开发出激光切管机坡口切割头和平面坡口切割头。2021年研发生产的切管机坡口切割头,功率覆盖1-4kW,采用±45°摆动切割创新专业设计,能最大化地利用激光能量并优化到达工作面的光斑质量,适用于各类定制化管材切割。2022年研发生产的平面坡口切割头则将“高功率”与“±45°旋转操作”完美结合,实现平面内任意形状45度坡口切割,具备响应性更高、运动速度更快、结构更紧凑等优点。

早期,迪能激光打破进口垄断,成为YAG固体激光切割市场的优胜者,引领并推动了中国切割头产业的发展;中期,迪能激光/百超迪能围绕客户痛点,屡次迭代升级满足客户需求,推动激光切割头从手动到自动,再朝着智能化的方向迈进;当下,百超迪能跨国联合研发,为更高功率的激光应用提供更智能、更高效的解决方案;未来,百超迪能还将按照智能制造的标准,打造出更全面、更智慧的激光加工解决方案,推动激光产业进入智能时代。

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