光纖雷射切割機的功率發展趨勢與展望

光纖雷射器推動行業革命

光纖雷射器在過去十年的大發展是雷射產業最具革命性的技術突破，在中國市場發展尤其迅猛。從較早期的脈衝光纖雷射打標快速席捲標刻市場，到2014年後光纖雷射應用於金屬切割快速放量。光纖雷射器的能力在工業加工應用大放異彩，目前已成為工業雷射器的最主要類型，全球範圍內佔比超過55％，在各方面的應用也十分廣泛。雷射焊接、雷射切割、雷射打標和雷射清洗等雷射加工技術，合力推動了整個雷射行業市場的發展。

中國是全球最為重要的光纖雷射器市場，目前市場銷售額約為全球的60％。裝機數量在全球也是首屈一指，脈衝式光纖雷射器裝機早已超過20萬臺，而連續雷射器的裝機也近3萬臺。有如IPG，nLight，SPI等外國主要廠商均把中國視為最重要市場，而且事實上他們在中國市場銷售約佔其公司業績近4成。

光纖雷射裝備功率提升競賽和發展路徑

據了解，雷射加工呈現高功率發展的趨勢也十分明顯，不斷探索著切割厚度的極限。數據顯示，光纖雷射器成為切割應用的主流以來市場整體的裝機平均功率逐年提高。

2014年，雷射切割應用成為主流。當年的500W功率雷射器迅速成為市場寵兒。隨後迅速演變成千瓦功率至1500W。

在2016年以前，全球主要的雷射設備廠商都認為6KW已經能夠解決絕大部分的切割需求。但下半年大族雷射率先推出8KW雷射切割機，拉開了雷射裝備功率提升的競賽。

2017年，萬瓦雷射切割機橫空出世，中國光纖雷射切割機市場開始邁向萬瓦時代，甚至隨後的2萬瓦、3萬瓦雷射器也應運而生，國內外雷射器廠商不斷推出更高功率的光纖雷射器，就像一場賽跑一樣。究竟是雷射加工需求推動了雷射器功率，還是雷射器功率提升推動了超高功率雷射裝備，已經難以說得清。

市場的選擇和理性思考

這一輪的雷射切割裝備功率比拼裡，中國的廠商明顯是引領全球的，甚至早於外國巨頭。直到2019年上海某展會上，主要的切割裝備企業還在爭先恐後推出20KW，甚至宣稱擁有30KW的設備，似乎有點一股腦熱沉迷於功率追逐裡。

毫不否認，以國內品牌銳科、創鑫、傑普特、飛博、國志等企業不斷推出萬瓦級以上光纖雷射器，國外的IPG，nLight和SPI也在推進，為光纖雷射器的發展做出了重要貢獻，也為雷射加工打開了更多的應用空間和可能性。也不否認，功率的增加會帶來更高的加工效率。對於同樣厚度的金屬板，以目前超高功率最受歡迎的12KW雷射切割機，其加工速度效率幾乎是6KW的兩倍。隨著高功率光纖雷射性能效率不斷提高，促使雷射加工效率大幅提升，或將為未來的大規模生產製造通用化工具。

然而我們必須看到，在厚度超過40毫米的金屬材料，大多出現在高端裝備、大型構件，以及特殊領域、特殊應用場合。生活中、工業製造中的絕大多數常見產品，其雷射加工需求在20毫米以內，這恰恰是2000至6000瓦雷射器的範圍。一方面我們看到外國企業如通快、百超、三菱、天田、馬扎克等均沒有刻意追求渲染萬瓦級的切割裝備，而是專注於根據用戶加工情況推薦合適的功率。另一方面我們也看到了用戶逐漸變得理性，市場的選擇逐漸顯示萬瓦級以上的切割裝備出貨量增長並未達到預期，反而是中高功率2KW至6KW快速上升。

雷射器廠商仍然在努力提高光源功率，但是具有這個功率能力不代表就是市場能形成批量，另外光學器件和配套集成產品的功率承載能否跟進也是一大問題。另外，提升加工速度不是要一味的提高功率，還要從集成的工具機、控制系統、運動臺、全機身設計等機械因素下功夫。用戶非常清楚自己的產品和加工需求，他們最終會理性選擇符合自身應用的功率段，他們最看重的其實是高功率機器的穩定性，持續加工的能力。

如今，雷射加工功率已經形成了金字塔式的分層，在金字塔頂端，超高功率部分10KW以上佔少數，其功率水平也將越來越高。而中高功率部分2KW至8KW是目前發展最快的領域。底部應用屬於2KW以下的切割市場。回歸到實際應用，超高功率批量並不大，在真正的應用層面，2000-6000瓦的用量正在快速回歸。

這種金字塔結構並非一成不變，筆者預估，未來五年左右時間內，國內雷射切割市場結構將向「兩頭小，中間大」轉變。因為目前中小功率連續雷射器已經很便宜了，出於採購成本的考慮，3KW、4KW的設備要蠶食1KW或者1.5KW是很容易的事情，但是12KW以上要蠶食3KW、4KW以及6KW都不是那麼容易推進。

特域提前布局未來中高功率雷射市場

雷射行業是一個具有明顯全球化特徵的行業。2020年新冠肺炎疫情的肆虐，讓不少雷射企業的訂單遭遇滑鐵盧。隨之伴來的一個現象是，疫情對用戶投資信心造成打擊，人們的投資趨於保守，出廠雷射設備的平均功率下降非常快。

然而進入四月份，我國疫情基本消退，各行業得到快速復甦，加上國家各項政策扶持力度加大，雷射的製造需求迅速回升。在中高功率應用，2000至6000瓦仍然是最值得關注的。原因主要在於，這個功率段可以滿足大多數加工需求，在市場中已形成成熟完整的產業鏈，在通用化應用場景中性價比較高。因此可以預見，未來幾年裡，中高功率市場容量是最大的。

廣州特域機電有限公司作為國內領先的雷射冷卻設備供應商，針對連續光纖雷射器應用的發展趨勢，自主研發了相應的冷水機系列CWFL，從500瓦到萬瓦級的設備應用均能夠配套。

以其自主研發的CWFL－6000雙溫雷射冷水機為例，專門為6000瓦高功率雷射器定製，具備兩個獨立的溫控系統，可獨立冷卻雷射器和切割頭，溫控精度達±1°C，支持ModBus－485通訊，具有多種故障和警報功能，並開啟實時監控，多重保障，為雷射器使用壽命護航，同時很好地保證了加工效果和穩定性。特域機電傾力為國內雷射製造提供良好的冷卻設備，致力於與同行為我國雷射產業發展做更多的貢獻。