助力新基建:雷射加工邁入2萬瓦時代!

原標題：助力新基建：雷射加工邁入2萬瓦時代！

　　新基建進一步促進對於中厚金屬板材的使用，繼2019年開啟萬瓦雷射加工元年之後，目前邁入20kW雷射加工時代，光纖雷射器朝著更高功率、更高光電轉化效率、更高加工效率、更低運營成本的方向發展，國內外光纖雷射器製造商積極推出更高功率產品。基於976nm高效能的技術路線有望成為萬瓦雷射的主流路線，隨著新基建的深入，中厚板金屬加工未來預計有著巨大的潛力，在萬瓦雷射的應用上，中國雷射有機會實現彎道超車，在雷射器及雷射加工設備上實現部分對西方發達國家技術的追趕和高性價比產品的超越。

　　【一、新基建助推光纖雷射器進入20kW時代】

　　【1.1 新基建進一步促進中厚金屬板材的使用】

　　2020年上半年新冠疫情席捲中國，幸運的是疫情陸續得到有效的控制，並且在2020年4月中央啟動新基建政策帶動國內經濟的快速恢復，目前部分商業及工業廠房使用鋼結構進行高效便捷搭建，這樣的鋼構加工助推光加工進入更高功率更高效率的新階段，20kW因在上述中厚板的雷射加工有著獨特的優勢，從而引起了市場對20kW雷射加工的一波熱潮。

　　【1.2 2019年開啟萬瓦雷射加工元年，目前邁入20kW時代】

　　從市場反饋來看，奔騰雷射、邦德雷射20kW雷射切割設備在積極的進行市場推廣，從筆者獲得的市場數據來看，2019年整個市場20kW雷射切割設備投放量估計不超過10臺，2020年整個市場的投放量預計50-100臺之間，預計年增長率超過500%，奔騰雷射獲得近50套20kW的雷射切割機交付終端使用，邦德雷射亦有數十臺20kW雷射切割機訂單，同時大族雷射、領創雷射、亞威雷射等其他大功率廠商亦在積極跟進，從光纖雷射器製造商這塊，IPG目前是20kW及以上產品和工藝應用最成熟的光纖雷射器製造商，創鑫雷射在2019年3月光博會展示25kW雷射器的現場切割，引起了市場的一波轟動，nLIGHT、銳科雷射、GW亦自2019年開始陸續推出20kW光纖雷射器。

　　【二、光纖雷射器的發展方向】

　　【2.1 光纖雷射器的發展的三個階段】

　　光纖雷射器在工業上的應用歷經了三個階段，2012年及以前主要的工業應用在於十瓦級打標用脈衝光纖雷射器，當時的雷射打標機售價在十多萬元甚至更高；2012-2019年陸續在國內規模化應用千瓦級光纖雷射器於薄板雷射切割，主要是替代一部分衝床；2019年開始，以IPG、創鑫雷射代表的光源製造商和大功率雷射設備廠商開始推萬瓦雷射器及相應的雷射切割設備，而2020年更是把萬瓦的工業應用進一步提高到20kW光纖雷射器的工業化應用階段。

　　【2.2 更高功率、更高加工效率】

【來源：奔騰雷射官方公眾號】

　　過去幾年內工業應用的雷射器功率不斷提高，從最開始的200W、500W、1kW、2kW、3kW到現在的6kW、12kW甚至部分客戶已經開始使用的15kW、20kW。在一定範圍內，雷射加工效率一般隨著功率的提升呈現一定的非線性提高，如奔騰雷射發布的20kW雷射切割設備相比較15kW設備，平均加工效率提高50%以上，但是功率僅提高33%，呈現出隨著功率的提升，設備的效率功率提高比大於1，具體如下所示：

　　效率比=Average(55%、45%、50%、67%、60%、76%)+1=1.58

　　功率比=20000W/15000W=1.33

　　效率功率比=效率比/功率比=1.58/1.33=1.18

　　這意味著如果售價隨著功率的提高呈現出線性增加的話，那麼使用越高功率的產品，其單位價格的加工效率越高，這將會助推雷射器廠商不斷提高雷射器功率，直至上述功率效率比小於1為止，當然實際市場功率還受雷射器的能量密度(如20kW雷射器對應100um的輸出芯徑：能量密度為20kW/(π50um2)及工業電網負載承受等因素制約。

　　【2.3 更高功率、更低運營成本】

　　20kW雷射切割14-30mm碳鋼：

【來源：創鑫雷射官方公眾號】

　　如上所示，雷射加工板材的每米運營成本一般隨著功率的提升呈現一定的非線性降低，如20kW雷射切割相比較12kW，20kW的每米運營成本1.32元/米，12kW的每米運營成本3.05元/米，呈現出隨著功率的提升，設備的成本功率比大於1，具體如下所示：

（文章來源：OFweek）

(責任編輯：DF522)