光纖激光器推動(dòng)行業(yè)革命

光纖激光器在過(guò)去十年的大發(fā)展是激光產(chǎn)業(yè)最具革命性的技術(shù)突破，在中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展尤其迅猛。從較早期的脈沖光纖激光打標(biāo)快速席卷標(biāo)刻市場(chǎng)，到2014年后光纖激光應(yīng)用于金屬切割快速放量。光纖激光器的能力在工業(yè)加工應(yīng)用大放異彩，目前已成為工業(yè)激光器的最主要類型，全球范圍內(nèi)占比超過(guò)55％，在各方面的應(yīng)用也十分廣泛。激光焊接、激光切割、激光打標(biāo)和激光清洗等激光加工技術(shù)，合力推動(dòng)了整個(gè)激光行業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展。

中國(guó)是全球最為重要的光纖激光器市場(chǎng)，目前市場(chǎng)銷售額約為全球的60％。裝機(jī)數(shù)量在全球也是首屈一指，脈沖式光纖激光器裝機(jī)早已超過(guò)20萬(wàn)臺(tái)，而連續(xù)激光器的裝機(jī)也近3萬(wàn)臺(tái)。有如IPG，nLight，SPI等外國(guó)主要廠商均把中國(guó)視為最重要市場(chǎng)，而且事實(shí)上他們?cè)谥袊?guó)市場(chǎng)銷售約占其公司業(yè)績(jī)超過(guò)4成。

光纖激光裝備功率提升競(jìng)賽和發(fā)展路徑

據(jù)了解，激光加工呈現(xiàn)高功率發(fā)展的趨勢(shì)也十分明顯，不斷探索著切割厚度的極限。數(shù)據(jù)顯示，光纖激光器成為切割應(yīng)用的主流以來(lái)市場(chǎng)整體的裝機(jī)平均功率逐年提高。

2014年，激光切割應(yīng)用成為主流。當(dāng)年的500W功率激光器迅速成為市場(chǎng)寵兒。隨后迅速演變成千瓦功率至1500W。

在2016年以前，全球主要的激光設(shè)備廠商都認(rèn)為6KW已經(jīng)能夠解決絕大部分的切割需求。但下半年大族激光率先推出8KW激光切割機(jī)，拉開了激光裝備功率提升的競(jìng)賽。

2017年，萬(wàn)瓦激光切割機(jī)橫空出世，中國(guó)光纖激光切割機(jī)市場(chǎng)開始邁向萬(wàn)瓦時(shí)代，甚至隨后的2萬(wàn)瓦、3萬(wàn)瓦激光器也應(yīng)運(yùn)而生，國(guó)內(nèi)外激光器廠商不斷推出更高功率的光纖激光器，就像一場(chǎng)賽跑一樣。究竟是激光加工需求推動(dòng)了激光器功率，還是激光器功率提升推動(dòng)了超高功率激光裝備，已經(jīng)難以說(shuō)得清。

市場(chǎng)的選擇和理性思考

這一輪的激光切割裝備功率比拼里，中國(guó)的廠商明顯是引領(lǐng)全球的，甚至早于外國(guó)巨頭。直到2019年上海某展會(huì)上，主要的切割裝備企業(yè)還在爭(zhēng)先恐后推出20KW，甚至宣稱擁有30KW的設(shè)備，似乎有點(diǎn)一股腦熱沉迷于功率追逐里。

毫不否認(rèn)，以國(guó)內(nèi)品牌銳科、創(chuàng)鑫、杰普特、飛博、國(guó)志等企業(yè)不斷推出萬(wàn)瓦級(jí)以上光纖激光器，國(guó)外的IPG，nLight和SPI也在推進(jìn)，為光纖激光器的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，也為激光加工打開了更多的應(yīng)用空間和可能性。也不否認(rèn)，功率的增加會(huì)帶來(lái)更高的加工效率。對(duì)于同樣厚度的金屬板，以目前超高功率最受歡迎的12KW激光切割機(jī)，其加工速度效率幾乎是6KW的兩倍。隨著高功率光纖激光性能效率不斷提高，促使激光加工效率大幅提升，或?qū)槲磥?lái)的大規(guī)模生產(chǎn)制造通用化工具。

然而我們必須看到，在厚度超過(guò)40毫米的金屬材料，大多出現(xiàn)在高端裝備、大型構(gòu)件，以及特殊領(lǐng)域、特殊應(yīng)用場(chǎng)合。生活中、工業(yè)制造中的絕大多數(shù)常見產(chǎn)品，其激光加工需求在20毫米以內(nèi)，這恰恰是2000至6000瓦激光器的范圍。一方面我們看到外國(guó)企業(yè)如通快、百超、三菱、天田、馬扎克等均沒有刻意追求渲染萬(wàn)瓦級(jí)的切割裝備，而是專注于根據(jù)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(chǎng)的選擇逐漸顯示萬(wàn)瓦級(jí)以上的切割裝備出貨量增長(zhǎng)并未達(dá)到預(yù)期，反而是中高功率2KW至6KW快速上升。

激光器廠商仍然在努力提高光源功率，但是具有這個(gè)功率能力不代表就是市場(chǎng)能形成批量，另外光學(xué)器件和配套集成產(chǎn)品的功率承載能否跟進(jìn)也是一大問(wèn)題。另外，提升加工速度不是要一味的提高功率，還要從集成的機(jī)床、控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)臺(tái)、全機(jī)身設(shè)計(jì)等機(jī)械因素下功夫。用戶非常清楚自己的產(chǎn)品和加工需求，他們最終會(huì)理性選擇符合自身應(yīng)用的功率段，他們最看重的其實(shí)是高功率機(jī)器的穩(wěn)定性，持續(xù)加工的能力。

如今，激光加工功率已經(jīng)形成了金字塔式的分層，在金字塔頂端，超高功率部分10KW以上占少數(shù)，其功率水平也將越來(lái)越高。而中高功率部分2KW至8KW是目前發(fā)展最快的領(lǐng)域。底部應(yīng)用屬于2KW以下的切割市場(chǎng)。回歸到實(shí)際應(yīng)用，超高功率批量并不大，在真正的應(yīng)用層面，2000-6000瓦的用量正在快速回歸。

這種金字塔結(jié)構(gòu)并非一成不變，筆者預(yù)估，未來(lái)五年左右時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)激光切割市場(chǎng)結(jié)構(gòu)將向“兩頭小，中間大”轉(zhuǎn)變。因?yàn)槟壳爸行」β蔬B續(xù)激光器已經(jīng)很便宜了，出于采購(gòu)成本的考慮，3KW、4KW的設(shè)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都不是那么容易推進(jìn)。

特域提前布局未來(lái)中高功率激光市場(chǎng)

激光行業(yè)是一個(gè)具有明顯全球化特征的行業(yè)。2020年新冠肺炎疫情的肆虐，讓不少激光企業(yè)的訂單遭遇滑鐵盧。隨之伴來(lái)的一個(gè)現(xiàn)象是，疫情對(duì)用戶投資信心造成打擊，人們的投資趨于保守，出廠激光設(shè)備的平均功率下降非?？?。

然而進(jìn)入四月份，我國(guó)疫情基本消退，各行業(yè)得到快速?gòu)?fù)蘇，加上國(guó)家各項(xiàng)政策扶持力度加大，激光的制造需求迅速回升。在中高功率應(yīng)用，2000至6000瓦仍然是最值得關(guān)注的。原因主要在于，這個(gè)功率段可以滿足大多數(shù)加工需求，在市場(chǎng)中已形成成熟完整的產(chǎn)業(yè)鏈，在通用化應(yīng)用場(chǎng)景中性價(jià)比較高。因此可以預(yù)見，未來(lái)幾年里，中高功率市場(chǎng)容量是最大的。

廣州特域機(jī)電有限公司作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的激光冷卻設(shè)備供應(yīng)商，針對(duì)連續(xù)光纖激光器應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，自主研發(fā)了相應(yīng)的冷水機(jī)系列CWFL，從500瓦到萬(wàn)瓦級(jí)的設(shè)備應(yīng)用均能夠配套。

以其自主研發(fā)的CWFL－6000雙溫激光冷水機(jī)為例，專門為6000瓦高功率激光器定制，具備兩個(gè)獨(dú)立的溫控系統(tǒng)，可獨(dú)立冷卻激光器和切割頭，溫控精度達(dá)±1°C，支持ModBus－485通訊，具有多種故障和警報(bào)功能，并開啟實(shí)時(shí)監(jiān)控，多重保障，為激光器使用壽命護(hù)航，同時(shí)很好地保證了加工效果和穩(wěn)定性。特域機(jī)電傾力為國(guó)內(nèi)激光制造提供良好的冷卻設(shè)備，致力于與同行為我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展做更多的貢獻(xiàn)。