創(chuàng)新推動技術進步在二十世紀九十年代呈現(xiàn)爆炸式發(fā)展。制造技術和其他主要進展均取得長足進步，從最原始CAD系統(tǒng)、笨重的機器人和基礎3D打印，到人工智能和工業(yè)4.0的興起，后者驅動高效制造，新商業(yè)智能和高度復雜的智能工廠。然而，制造業(yè)最大的創(chuàng)新是在工業(yè)應用中引入了光纖激光器。
光纖激光器使制造商加工材料的方式發(fā)生了革命性改變，加工變得更加快速、可靠，并能有效切割和焊接難加工的材料，例如高反材料、異種材料、極厚或極薄的材料。因此，生產商和制造商只有從日用品中的高質量和低成本生產中獲利，然而電消費品和電動汽車，這些產品很難以其他方式來降低成本。
故事起源
為了更好地理解光纖激光器是如何在材料加工中占據(jù)重要地位的，讓我們把目光轉回1990年，當時Valentin Gapontsev和Igor Samartsev首次提出使用光纖激光技術生產大功率激光器。盡管飽受爭議，兩位物理學家成功研發(fā)了首臺單模高功率紅外光纖激光器。
高功率是通過由Gapontsev和Samartsev研發(fā)的側面泵浦技術實現(xiàn)，這使得多模泵浦二極管發(fā)射光能夠有效地耦合到有源增益濾波器的包層中。同年晚些時候，Gapontsev正式成立IPG Photonics公司，該公司很快成為公認的光纖激光技術領導者和創(chuàng)新者。今天，IPG作為一家總部位于馬薩諸塞州牛津市的上市公司，在世界各地設有25家工廠，擁有5000多名員工。1990年，Valentin Gapontsev和Igor Samartsev提議使用光纖激光技術來生產大功率激光器。不久，Gapontsev創(chuàng)立了IPG Photonics，公認的光纖激光技術領導者和創(chuàng)新者。
1990年，Valentin Gapontsev和Igor Samartsev提議使用光纖激光技術生產大功率激光器。不久，Gapontsev創(chuàng)立了IPG Photonics，公認的光纖激光技術領導者和創(chuàng)新者。
在Gapontsev博士之前，從來沒有人考慮使用光纖激光器進行材料加工——它們被認為無法輸出超過幾百毫瓦的功率。早先，光纖激光器僅用于數(shù)據(jù)傳輸，即便如此，它們能夠傳輸?shù)木嚯x無法確定。但Gapontsev卻看到了光纖激光器的潛力，這要歸功于技術迭代。最終，這項技術在世界各地的制造中得以應用。2006年，IPG推出了首款可在市場上銷售的3kW光纖激光器。當時，CO2激光器正作為制造業(yè)可選的切割工具，但光纖能夠更加快速高效地加工各種材料，于是，新型激光器很快便侵占了市場。
為了保持光纖激光器快速投入應用的步伐，Gapontsev領導IPG實現(xiàn)垂直整合和全球化擴展，以控制整個供應鏈，并確保為客戶生產優(yōu)質可靠的產品。除了光纖激光器，IPG可自主生產激光二極管、二極管封裝、光纖放大器和全套激光系統(tǒng)及各種激光配件，如光學元器件、光閘和冷卻機。在Gapontsev 帶領下，IPG繼續(xù)對光纖激光技術進行革新，包括開發(fā)電光轉化能效超過50％的產品，這為客戶大大節(jié)省了生產成本“我們在繼續(xù)完善我們的激光器并在研發(fā)上追加投資”，IPG全球市場營銷資深副總裁Trevor Ness說，“我們深知，在這個不斷變化的世界，我們要履行持續(xù)創(chuàng)新的承諾，以及為市場提供最有效可行的光纖激光器解決方案的承諾”。
IPG持續(xù)創(chuàng)新，不斷縮小激光器占地空間，又降低IPG激光器耗電成本。公司產品全系列不斷充實進新的產品和應用。三項新創(chuàng)新包括連續(xù)（CW）激光器加入準連續(xù)（QCW）模式、新型光束模式可調激光器和激光焊接熔深監(jiān)測解決方案系統(tǒng)。
準連續(xù)
IPG為連續(xù)激光器引入了新型準連續(xù)模式，使激光峰值功率高達平均功率的兩倍，在維持連續(xù)激光切割能力的同時，提高了穿透速度、穿透質量和穿透較厚材料的能力。高峰值功率減少熱量輸入，在準連續(xù)（QCW）模式下通過對較厚材料進行清潔、定向鉆孔，提高了精密復雜零件的切割質量和鉆孔能力。
這一獨特的性能源自IPG準連續(xù)（QCW）二極管設計，這種設計有助于在較短工作周期內提供極高峰值功率，并能夠實時切換到連續(xù)（CW）模式。該準連續(xù)（QCW）模式是為最新發(fā)布的YLR和YLS激光器專門提供的，從而提高了切割和鉆孔質量，增加了加工量，同時節(jié)省了材料、時間和操作成本。
“在我們的連續(xù)激光器中推出準連續(xù)（QCW）模式是IPG通過先進的激光技術解決車間問題的一個范例，這種解決方案能夠降低購置成本，與此同時又提高了整體生產力，”Ness解釋說。
1990年，Valentin Gapontsev和Igor Samartsev提議使用光纖激光技術來生產大功率激光器。不久，Gapontsev創(chuàng)立了IPG Photonics，公認的光纖激光技術領導者和創(chuàng)新者。
光束可調模式
與傳統(tǒng)光纖激光器采用單輸出光束進行激光傳輸不同，IPG YLS－AMB解決方案允許客戶在一系列應用中改變輸出光束模式并提高靈活性。光束模式可以從高強度中心點調整為較大的環(huán)形光束或一系列環(huán)形光束。該技術在切割、焊接和清洗等應用中有著廣泛的應用。
在切割方面，該技術可用于加工更厚材料和提高穿透能力和切割質量。在焊接某些材料組合時產生較低飛濺，改善焊接質量，同時在焊接前外環(huán)光束前幫助清潔材料。
“由于具備20kW的總輸出功率，AMB以同一臺激光器加工厚板和薄板且加工質量提升，同時展示出IPG超過45％的行業(yè)領先電光轉換效率”，Ness補充道?！癆MB為我們的客戶打開了一個靈活的全新世界，為客戶提供薄金屬切割所需的精度，以及厚金屬切割所需的質量和速度。AMB還為某些特定的焊接配置提供生產力解決方案，這將有助于降低運營成本?！?br />
激光熔深監(jiān)測
IPG最近推出了最新的創(chuàng)新產品，LDD－700，一種多功能焊接全過程監(jiān)測系統(tǒng)。LDD－700通過測量焊接工藝的質量和一致性來改進焊接操作，減少了對產品進行破壞性試驗的需求，從而達到一致性和準確性水平，以及傳統(tǒng)焊接監(jiān)控系統(tǒng)中所不具備的熔深監(jiān)測能力，可簡化質量控制流程并大幅減少返工。
LDD－700采用通過與焊接激光相同的光束傳輸系統(tǒng)，低功率紅外激光束，在焊前、焊中和焊后測量材料表面，單獨顯示該零件的情況。紅外激光束重新反射回焊接頭，然后生成精確測量匙孔深度的成像系統(tǒng)；同時確保光束射入零件的正確位置，其結果精確性堪比破壞性試驗。
IPG焊接全過程監(jiān)測通過激光直接測量焊縫質量，減少了破壞性試驗需求，從而能夠實時監(jiān)控整個焊接過程。
LDD產品線總經(jīng)理PaulWebster稱，“LDD－700將激光質量控制提升到新階段，即從質量監(jiān)控到質量監(jiān)測。采用校準的公制單位，使用戶可以比較不同焊接系統(tǒng)，或者將焊縫與原始圖紙進行比較。這可以幫助制造商對其整體焊接操作有一個切實的了解，即使在世界各地不同國家的不同工廠焊接?！?br />
由于監(jiān)測位置在頭部，與安裝在焊接操作這附近的單獨攝像頭不同，制造商無需擔心傳感器是否意外偏離。集成設計還考慮到了在狹窄空間中進行精確焊接監(jiān)測。
“直接測量焊縫意味著你現(xiàn)在可以監(jiān)測整條焊縫長度的全過程”，Webster解釋說?！爱斊茐男詼y試作為唯一的選擇時，許多廠商為保持生產力承受著壓力，在等待測試結果以確認其流程時，繼續(xù)‘冒風險’。如果以后的測試結果顯示生產不可接受，可能會導致成本損失和運營中斷。使用破壞性試驗也意味著未試驗產品的質量永遠無法得到保證。LDD－700通過對每條焊縫進行可靠的過程測量，大大降低了此類風險?！?br />
Webster列舉了一個客戶案例，該客戶必須在制造過程中的各個階段焊接多個大公差部件。在焊接過程中及早發(fā)現(xiàn)錯誤幫助制造商免去報廢昂貴零部件的風險。Webster說：“即使生產才過半，制造商也能充滿自信，一切進行順利?！?br />
利用LDD系統(tǒng)，可在第一時間發(fā)現(xiàn)缺陷，并避免在缺陷部件上做進一步浪費性投資。通過這種方式，及早關注質量控制是利潤最大化的關鍵?！盠DD系統(tǒng)是醫(yī)療、航天和汽車等行業(yè)的理想選擇，這類行業(yè)許多產品屬于安全至上的產品。LDD系統(tǒng)也非常適用焊接質量對成品整體質量起關鍵影響的應用。
IPG Photonics總部和馬薩諸塞州牛津大學校園鳥瞰圖。為適應公司的發(fā)展，IPG目前正將其業(yè)務擴展到馬薩諸塞州的所有經(jīng)營之中。公司在世界各地還設有25家工廠。
砥礪前行
在今天的快節(jié)奏世界中，一切都在不斷變化，IPG Photonics已為超越標準創(chuàng)新步伐做好了準備。公司通過不斷創(chuàng)新和開發(fā)盡可能優(yōu)質的產品來實現(xiàn)這一目標，為當前和未來需求提供最可靠的光纖激光器解決方案?！斑@三項新創(chuàng)新是Gapontsev博士正在履行的－使光纖激光器成為大規(guī)模生產的首選工具－這一全球使命的極好范例?！盢ess表示，‘LDD－700’光束可調模式和新型準連續(xù)（QCW）模式證明了，IPG致力于降低客戶擁有成本的同時提高他們的整體生產力?！?br />
“盡管我們運營了將近30年，但這確實是公司歷史上的一個關鍵點?！彼偨Y道，“基于我們當前的產品版圖和即將推出的創(chuàng)新，我們尚處于起步階段?！?br />
光纖激光器使制造商加工材料的方式發(fā)生了革命性改變，加工變得更加快速、可靠，并能有效切割和焊接難加工的材料，例如高反材料、異種材料、極厚或極薄的材料。因此，生產商和制造商只有從日用品中的高質量和低成本生產中獲利，然而電消費品和電動汽車，這些產品很難以其他方式來降低成本。
故事起源
為了更好地理解光纖激光器是如何在材料加工中占據(jù)重要地位的，讓我們把目光轉回1990年，當時Valentin Gapontsev和Igor Samartsev首次提出使用光纖激光技術生產大功率激光器。盡管飽受爭議，兩位物理學家成功研發(fā)了首臺單模高功率紅外光纖激光器。
高功率是通過由Gapontsev和Samartsev研發(fā)的側面泵浦技術實現(xiàn)，這使得多模泵浦二極管發(fā)射光能夠有效地耦合到有源增益濾波器的包層中。同年晚些時候，Gapontsev正式成立IPG Photonics公司，該公司很快成為公認的光纖激光技術領導者和創(chuàng)新者。今天，IPG作為一家總部位于馬薩諸塞州牛津市的上市公司，在世界各地設有25家工廠，擁有5000多名員工。1990年，Valentin Gapontsev和Igor Samartsev提議使用光纖激光技術來生產大功率激光器。不久，Gapontsev創(chuàng)立了IPG Photonics，公認的光纖激光技術領導者和創(chuàng)新者。
1990年，Valentin Gapontsev和Igor Samartsev提議使用光纖激光技術生產大功率激光器。不久，Gapontsev創(chuàng)立了IPG Photonics，公認的光纖激光技術領導者和創(chuàng)新者。
在Gapontsev博士之前，從來沒有人考慮使用光纖激光器進行材料加工——它們被認為無法輸出超過幾百毫瓦的功率。早先，光纖激光器僅用于數(shù)據(jù)傳輸，即便如此，它們能夠傳輸?shù)木嚯x無法確定。但Gapontsev卻看到了光纖激光器的潛力，這要歸功于技術迭代。最終，這項技術在世界各地的制造中得以應用。2006年，IPG推出了首款可在市場上銷售的3kW光纖激光器。當時，CO2激光器正作為制造業(yè)可選的切割工具，但光纖能夠更加快速高效地加工各種材料，于是，新型激光器很快便侵占了市場。
為了保持光纖激光器快速投入應用的步伐，Gapontsev領導IPG實現(xiàn)垂直整合和全球化擴展，以控制整個供應鏈，并確保為客戶生產優(yōu)質可靠的產品。除了光纖激光器，IPG可自主生產激光二極管、二極管封裝、光纖放大器和全套激光系統(tǒng)及各種激光配件，如光學元器件、光閘和冷卻機。在Gapontsev 帶領下，IPG繼續(xù)對光纖激光技術進行革新，包括開發(fā)電光轉化能效超過50％的產品，這為客戶大大節(jié)省了生產成本“我們在繼續(xù)完善我們的激光器并在研發(fā)上追加投資”，IPG全球市場營銷資深副總裁Trevor Ness說，“我們深知，在這個不斷變化的世界，我們要履行持續(xù)創(chuàng)新的承諾，以及為市場提供最有效可行的光纖激光器解決方案的承諾”。
IPG持續(xù)創(chuàng)新，不斷縮小激光器占地空間，又降低IPG激光器耗電成本。公司產品全系列不斷充實進新的產品和應用。三項新創(chuàng)新包括連續(xù)（CW）激光器加入準連續(xù)（QCW）模式、新型光束模式可調激光器和激光焊接熔深監(jiān)測解決方案系統(tǒng)。
準連續(xù)
IPG為連續(xù)激光器引入了新型準連續(xù)模式，使激光峰值功率高達平均功率的兩倍，在維持連續(xù)激光切割能力的同時，提高了穿透速度、穿透質量和穿透較厚材料的能力。高峰值功率減少熱量輸入，在準連續(xù)（QCW）模式下通過對較厚材料進行清潔、定向鉆孔，提高了精密復雜零件的切割質量和鉆孔能力。
這一獨特的性能源自IPG準連續(xù)（QCW）二極管設計，這種設計有助于在較短工作周期內提供極高峰值功率，并能夠實時切換到連續(xù)（CW）模式。該準連續(xù)（QCW）模式是為最新發(fā)布的YLR和YLS激光器專門提供的，從而提高了切割和鉆孔質量，增加了加工量，同時節(jié)省了材料、時間和操作成本。
“在我們的連續(xù)激光器中推出準連續(xù)（QCW）模式是IPG通過先進的激光技術解決車間問題的一個范例，這種解決方案能夠降低購置成本，與此同時又提高了整體生產力，”Ness解釋說。
1990年，Valentin Gapontsev和Igor Samartsev提議使用光纖激光技術來生產大功率激光器。不久，Gapontsev創(chuàng)立了IPG Photonics，公認的光纖激光技術領導者和創(chuàng)新者。
光束可調模式
與傳統(tǒng)光纖激光器采用單輸出光束進行激光傳輸不同，IPG YLS－AMB解決方案允許客戶在一系列應用中改變輸出光束模式并提高靈活性。光束模式可以從高強度中心點調整為較大的環(huán)形光束或一系列環(huán)形光束。該技術在切割、焊接和清洗等應用中有著廣泛的應用。
在切割方面，該技術可用于加工更厚材料和提高穿透能力和切割質量。在焊接某些材料組合時產生較低飛濺，改善焊接質量，同時在焊接前外環(huán)光束前幫助清潔材料。
“由于具備20kW的總輸出功率，AMB以同一臺激光器加工厚板和薄板且加工質量提升，同時展示出IPG超過45％的行業(yè)領先電光轉換效率”，Ness補充道?！癆MB為我們的客戶打開了一個靈活的全新世界，為客戶提供薄金屬切割所需的精度，以及厚金屬切割所需的質量和速度。AMB還為某些特定的焊接配置提供生產力解決方案，這將有助于降低運營成本?！?br />
激光熔深監(jiān)測
IPG最近推出了最新的創(chuàng)新產品，LDD－700，一種多功能焊接全過程監(jiān)測系統(tǒng)。LDD－700通過測量焊接工藝的質量和一致性來改進焊接操作，減少了對產品進行破壞性試驗的需求，從而達到一致性和準確性水平，以及傳統(tǒng)焊接監(jiān)控系統(tǒng)中所不具備的熔深監(jiān)測能力，可簡化質量控制流程并大幅減少返工。
LDD－700采用通過與焊接激光相同的光束傳輸系統(tǒng)，低功率紅外激光束，在焊前、焊中和焊后測量材料表面，單獨顯示該零件的情況。紅外激光束重新反射回焊接頭，然后生成精確測量匙孔深度的成像系統(tǒng)；同時確保光束射入零件的正確位置，其結果精確性堪比破壞性試驗。
IPG焊接全過程監(jiān)測通過激光直接測量焊縫質量，減少了破壞性試驗需求，從而能夠實時監(jiān)控整個焊接過程。
LDD產品線總經(jīng)理PaulWebster稱，“LDD－700將激光質量控制提升到新階段，即從質量監(jiān)控到質量監(jiān)測。采用校準的公制單位，使用戶可以比較不同焊接系統(tǒng)，或者將焊縫與原始圖紙進行比較。這可以幫助制造商對其整體焊接操作有一個切實的了解，即使在世界各地不同國家的不同工廠焊接?！?br />
由于監(jiān)測位置在頭部，與安裝在焊接操作這附近的單獨攝像頭不同，制造商無需擔心傳感器是否意外偏離。集成設計還考慮到了在狹窄空間中進行精確焊接監(jiān)測。
“直接測量焊縫意味著你現(xiàn)在可以監(jiān)測整條焊縫長度的全過程”，Webster解釋說?！爱斊茐男詼y試作為唯一的選擇時，許多廠商為保持生產力承受著壓力，在等待測試結果以確認其流程時，繼續(xù)‘冒風險’。如果以后的測試結果顯示生產不可接受，可能會導致成本損失和運營中斷。使用破壞性試驗也意味著未試驗產品的質量永遠無法得到保證。LDD－700通過對每條焊縫進行可靠的過程測量，大大降低了此類風險?！?br />
Webster列舉了一個客戶案例，該客戶必須在制造過程中的各個階段焊接多個大公差部件。在焊接過程中及早發(fā)現(xiàn)錯誤幫助制造商免去報廢昂貴零部件的風險。Webster說：“即使生產才過半，制造商也能充滿自信，一切進行順利?！?br />
利用LDD系統(tǒng)，可在第一時間發(fā)現(xiàn)缺陷，并避免在缺陷部件上做進一步浪費性投資。通過這種方式，及早關注質量控制是利潤最大化的關鍵?！盠DD系統(tǒng)是醫(yī)療、航天和汽車等行業(yè)的理想選擇，這類行業(yè)許多產品屬于安全至上的產品。LDD系統(tǒng)也非常適用焊接質量對成品整體質量起關鍵影響的應用。
IPG Photonics總部和馬薩諸塞州牛津大學校園鳥瞰圖。為適應公司的發(fā)展，IPG目前正將其業(yè)務擴展到馬薩諸塞州的所有經(jīng)營之中。公司在世界各地還設有25家工廠。
砥礪前行
在今天的快節(jié)奏世界中，一切都在不斷變化，IPG Photonics已為超越標準創(chuàng)新步伐做好了準備。公司通過不斷創(chuàng)新和開發(fā)盡可能優(yōu)質的產品來實現(xiàn)這一目標，為當前和未來需求提供最可靠的光纖激光器解決方案?！斑@三項新創(chuàng)新是Gapontsev博士正在履行的－使光纖激光器成為大規(guī)模生產的首選工具－這一全球使命的極好范例?！盢ess表示，‘LDD－700’光束可調模式和新型準連續(xù)（QCW）模式證明了，IPG致力于降低客戶擁有成本的同時提高他們的整體生產力?！?br />
“盡管我們運營了將近30年，但這確實是公司歷史上的一個關鍵點?！彼偨Y道，“基于我們當前的產品版圖和即將推出的創(chuàng)新，我們尚處于起步階段?！?br />
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