为什么越来越多制造商使用光纤激光技术来替代传统工艺

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为什么越来越多制造商使用光纤激光技术来替代传统工艺

2020年10月27日

根据市场调研机构Markets and Markets称，全球激光加工市场规模预计将从2020年的40亿美元增长到2025年的58亿美元；预测期内的CAGR将达到7.8%。激光加工行业的增长有诸多推动因素：制造商们越来越倾向使用这种更高效、更可靠的先进技术替代传统的材料加工解决方案；对高质量产品的需求不断增加；对微电子设备小型化的需求不断增加，以及医疗行业的技术进步日新月异等。其中，光纤激光技术更是凭借其广泛的输出功率、卓越的光束质量、高加工速度以及出色的能源转换效率等诸多生产优势，成为各行业中材料加工应用的首选工具。

01 光纤激光焊接技术

与传统的焊接方法相比，光纤激光焊接提供了：
• 更快的生产节拍、易于实现自动化
• 针对不同尺寸零件的高精度焊接
• 热输入更少，变形极小
• 经济高效的焊接，无需耗材
• 异种材料和高反材料的加工

电子束

电阻点焊

MIG&TIG

等离子弧焊

无论是厚材、薄材、还是高反材料，激光焊接均可提供一致、准确和可重复的结果。与机器人自动化系统集成后，激光焊接机可以在大型工作区域内快速、轻松地加工复杂的几何形状材料，从而为最具挑战性的应用提供最通用的解决方案。

IPG光束模式可调激光器（AMB）、摆动焊接头和激光焊接全过程监测系统（LDD）都是先进激光焊接技术的典范，这些创新技术帮助制造商进一步提高焊接能力和零件的整体质量。

➤ 洗衣机滚筒焊接

电弧焊接

• 强度低
• 焊接外观粗糙，易生锈
• 焊接粉尘大

IPG激光焊接

• 强度高
• 外观精细化程度高，筒体动静平衡好
• 焊接粉尘少

02 光纤激光切割技术

与传统的切割方法相比，光纤激光切割技术优势：
• 提高切割精度和重复性
• 更高的零件产量，更少的停机时间
• 切割多种材料和不同厚度
• 切割高反材料
• 快速、高质量、更好一致性

二氧化碳

等离子

水刀

电火花

与等离子、水刀切割等传统工艺相比，激光切割断面质量更高，无需对零件再进行后续加工处理，从而显著降低了整体生产成本。与传统的CO2激光器相比，IPG光纤激光器可实现超过45%的电光转换效率，结合改良后的材料耦合特性，在金属切割应用中，IPG光纤激光器的耗电量比传统的CO2激光器减少70%。此外，与其他工艺相比，光纤激光切割能大大减少材料的损耗，由于光纤激光切割精度高，可用于其他工艺难以实现的微切割加工。

➤ IPG光纤激光切割样件

1~32mm不锈钢	1~6mm黄铜
0.4mm铝 115X115mm	0.2mm镀锡低碳钢 50x50mm
30mm碳钢	100mm不锈钢

03 光纤激光清洗技术

传统的清洁方法可能存在危险，而光纤激光清洗：
• 无需处置爆炸性介质或刺激性化学物质
• 更可控、更无害的加工方式
• 精确应用于指定区域
• 无干燥时间，零件立即准备就绪
• 可去除材料范围广

热清洗

喷砂

与传统清洗方式相比，激光清洗有着更便捷，安全、高效、环保等优势。而光纤激光器作为激光市场的接受度最高的激光类型，其免维护，正常运行时间长等，相比于传统方法也具有巨大优势。IPG的光纤激光器如下优势是作为清洗行业最佳的选择:
1. 激光器脉冲能量和功率的稳定性，长时间运行不稳定度<3%（恒温8h不间断运行），可以实现和满足在线式连续作业，保证了清洗的一致性好；
2. 水冷，风冷；高斯和平顶多模式丰富的激光器，适合广泛的清洗应用行业的最佳方案选择；
3. 专用的激光器软件—Laser System软件，方便操作，监控，诊断激光器功能，预防激光器宕机停产。

➤ IPG光纤激光清洗应用

汽车铝合金结构
氧化皮清洗

汽车轮胎
脱模剂和油污清洗

04 光纤激光打标技术

过去传统的打标方法存在局限性，而光纤激光打标：
• 快速，永久打标，具有出色的耐用性
• 无耗材—染料，墨水或触笔尖
• 非接触式工艺，无零件污染
• 对图像类型或字体样式没有限制
• 在切换工序时无需进行硬件调整

点刻

喷码机

利用光纤激光器，无需使用油墨和染料即可对零件进行高速打标，是一种最经济的工业打标方式。激光打标具有耐用性、编程简单、打标速度快等优点，是其他技术无法比拟的。IPG激光器可满足高速&高质量的精密打标和微加工的要求，且稳定性高，使用寿命长，可在严苛的工作环境下长时间工作。

➤ IPG光纤激光打标样件

动力电池打黑

镜面不锈钢炫彩打标

“将光纤激光技术普及成为大规模生产手段。”不止是一个口号，更是IPG不断追求变革的方向和目标。IPG不断开拓发展，将与光纤激光器相关的众多独特技术不断商业化，将深厚的材料科学专业知识、工艺技术与垂直整合的商业模式相结合，并在技术开发和量产方面始终处于领先地位。

与其他类型的激光器相比，IPG光纤激光器具有：更为小巧的体积、更高的电光转换效率、更低的拥有成本、易于集成性、稳定性高、使用寿命长等。这些优势使IPG在市场上取得了巨大的成功。IPG光纤激光器现已成为诸多工业应用的“首选技术”，为制造商提供最高效、最经济的解决方案。由此可见，取代传统工艺是必然趋势。

在AMTS 2019展会现场，IPG携焊接全过程监测系统LDD-700、激光步进线焊机LSS 5M、用于钎焊的三光点光纤激光器YLS-8000-BR、光束模式可调激光器YLS-6000/9000-AMB、掺镱机架式光纤激光器等产品精彩亮相。