高亮度，是衡量光纖激光器性能的重要指標(biāo)，與高功率相伴相生，合則生利。在行業(yè)爭先競逐超高功率賽道背景下，高亮度的聲音似乎被掩蓋。事實上，經(jīng)過市場前期培育，" 高亮度 " 對行業(yè)的重要性正與日俱增。
2020 年，當(dāng)行業(yè)還在爭論高亮度能否引領(lǐng)未來趨勢時，凱普林已經(jīng)前瞻布局，將高亮度作為重要研究方向之一，并于 3 年之后實現(xiàn)成果井噴：高亮度準(zhǔn)單模 6KW 光平臺上線，雷霆系列多款高亮度光纖激光器正式推出。
高亮度產(chǎn)品的應(yīng)用將突破哪些行業(yè)瓶頸呢?凱普林光纖事業(yè)部研發(fā)人員將通過雷霆系列光纖激光器為我們揭秘。
(一)提 " 亮 " 多重優(yōu)勢，凸顯激光 " 高精尖 " 特性
在激光行業(yè)，" 高功率 " 代表高能量，功率越高，越有 " 力 "，可提升加工能力;" 高亮度 " 則是指高能量密度，密度越大，越有 " 利 "，能提升加工速度和效率。
面對中厚板加工，功率升級是提升切割速度和切割能力的直接手段。這是因為，由于熱損傷、非線性效應(yīng)、熱透鏡效應(yīng)的存在，單模光纖激光器功率不可能無限提升，只有通過高功率合束技術(shù)才能突破光纖激光器的功率瓶頸。不過，合束技術(shù)利弊相依，每一次合束意味著光束質(zhì)量的削弱，同時增加了產(chǎn)品應(yīng)用的不穩(wěn)定性。
為確保光束質(zhì)量更高，凱普林雷霆系列光纖激光器基于輕質(zhì)化、高亮度泵浦源核心技術(shù)——芯片一體化技術(shù)，開發(fā)出高亮度 6kW 雷霆光學(xué)平臺。同時在功率合束過程中，充分利用模式控制技術(shù)、發(fā)散角壓縮技術(shù)、高階模濾除技術(shù)，實現(xiàn)了高亮度的激光輸出，從而顯著提升中薄板切割速度和生產(chǎn)效率，為用戶創(chuàng)造出更大價值。
雷霆 20kW75μm 高亮產(chǎn)品光束質(zhì)量測試圖
在高亮度技術(shù)加持下，凱普林雷霆系列在激光切割上優(yōu)勢突出：
√ 實現(xiàn)高速空氣切割，取代昂貴的氮氣、氬氣切割工藝以及速度較慢的氧氣切割，降低切割能耗和成本。
√ 加工中薄板碳鋼、不銹鋼時，速度快數(shù)倍且切割質(zhì)量高，大幅壓縮切割工時，提升效率。
√ 切割黃銅、紫銅等高反材料具有明顯優(yōu)勢，輕松下料。
充分發(fā)揮高亮度這把利器，挖掘激光切割的應(yīng)用潛力，展現(xiàn)高功率光纖激光器 " 高精尖 " 特性，是未來激光精細(xì)加工的必經(jīng)之路。
(二)更小芯徑賦能，撬動百億應(yīng)用市場
小芯徑，是高亮度產(chǎn)品的顯著特征。凱普林推出雷霆全系列高亮度產(chǎn)品，20kW@75μm、30 — 60kW@100μm，相比行業(yè)同功率產(chǎn)品，均實現(xiàn)更小芯徑，輸出能量更密集。
高亮度的應(yīng)用優(yōu)勢集中在中薄板。凱普林工藝應(yīng)用實驗室對用戶格外關(guān)心的空氣切割速度與效率指標(biāo)及氮氣切割品質(zhì)與成本指標(biāo)進(jìn)行了重點驗證，以下實測數(shù)據(jù)有力展示了雷霆高亮度產(chǎn)品在該領(lǐng)域的加工效果。
經(jīng)過實測，雷霆 20kW75μm 高亮產(chǎn)品對不銹鋼和碳鋼切割材料進(jìn)行加工，實現(xiàn)了高速度、高效率、高品質(zhì)。空氣切割 8mm 碳鋼，可實現(xiàn) 21m/min 的極限加工，效率提升 52%;空氣切割 10mm 碳鋼，效率提升 76%;空氣切割 16mm 碳鋼，可實現(xiàn) 6m/min 的極限加工 …… 速度和效率均位居行業(yè)前列。氮氣切割 8mm 不銹鋼，可實現(xiàn) 24m/min 的極限加工;氮氣切割 14mm 不銹鋼，可實現(xiàn) 8.5m/min 的極限加工，不僅速度快，且加工質(zhì)量佳。
雷霆 60kW100μm 對不銹鋼和碳鋼空氣切割，效果同樣顯著。切割 20mm 不銹鋼，極限速度可達(dá) 12m/min;切割 20mm 碳鋼，極限速度可達(dá) 11m/min，相比普通版本，速度提升 10-20%。同時，依托三高一 " 長 " 優(yōu)勢，雷霆系列在實現(xiàn)亮度提升的同時，可以兼顧大幅面平面切割的需求，60KW@100μm 高亮度產(chǎn)品鎧纜長度可達(dá) 30m(標(biāo)準(zhǔn)版雷霆 60kW 支持定制鎧纜長度 ≥40m)。
此外，用氮氣切割不銹鋼，凱普林雷霆高亮度產(chǎn)品氣耗節(jié)省明顯更少，遠(yuǎn)超行業(yè)平均標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過測試(如圖所示)，雷霆 30kW100μm 高亮度產(chǎn)品切割 16-25mm 中薄板不銹鋼，氣耗即可節(jié)約 75%-81%;在切割 30mm、50mm 中厚板時，氣耗能節(jié)約 50% 以上。
把握激光行業(yè)高功率、高亮度、高集成三大趨勢，凱普林雷霆產(chǎn)品在關(guān)鍵指標(biāo)上均實現(xiàn)較大突破，也將助力廣大用戶在鈑金加工、儲能電池、新基建、增材制造等領(lǐng)域做出效率和品質(zhì)，快速走出內(nèi)卷的旋渦，不斷引領(lǐng)國產(chǎn)激光技術(shù)的提升，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
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