激光切割机发展历程(激光切割机发展历史)

海潮机械 2023-01-13 02:21 编辑:admin 182阅读

1. 激光切割机发展历史

光纤激光切割机是在1963年,由Elias Snitzer发明的。到最终进入商业应用之前, 差不多经过了二十年的发展时期。

早期,采用单模二极管激光器泵浦,只能辐射几十毫瓦。但它对用户仍然有着很大的吸引力,因为它们的增益很高,能使许多稀土离子实现单模连续运转,这是晶体激光器无法实现的。

1990年,光纤激光器实现了到瓦级输出的飞跃,那时,报道的一台掺铒光纤激光器,输出功率高达4W1,这一发展为今天我们看到的10W和更高单模功率的光纤激光器打下了基础。

2. 激光切割的发展

最早的实际工作激光器可追溯到1960年

3. 激光切割机发展历史图片

激光切割机系统一般由激光发生器、(外)光束传输组件、工作台(机床)、微机数控柜、冷却器和计算机(硬件和软件)等部分组成。

1)机床主机部分:激光切割机机床部分,实现X、Y、Z轴的运动的机械部分,包括切割工作平台。用于安放被切割工件,并能按照控制程序正确而精准的进行移动,通常由伺服电机驱动。

2)激光发生器:产生激光光源的装置。对于激光切割的用途而言,除了少数场合采用YAG固体激光器外,绝大部分采用电-光转换效率较高并能输出较高功率的CO2气体激光器。由于激光切割对光束质量要求很高,所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式适用于小于1500W、低阶模二氧化碳激光器100W-3000W、多模3000W以上。

3)外光路:折射反射镜,用于将激光导向所需要的方向。为使光束通路不发生故障,所有反射镜都要保护罩加以保护,并通入洁净的正压保护气体以保护镜片不受污染。一套性能良好的透镜会将一无发散角的光束聚焦成无限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透镜。7.5英寸透镜仅用于>12mm厚材。

4)数控系统:控制机床实现X、Y、Z轴的运动,同时也控制激光器的输出功率。

5)稳压电源:连接在激光器,数控机床与电力供应系统之间。主要起防止外电网干扰的作用。

6)切割头:主要包括腔体、聚焦透镜座、聚焦镜、电容式传感器和辅助气体喷嘴等零件。切割头驱动装置用于按照程序驱动切割头沿Z轴方向运动,由伺服电机和丝杆或齿轮等传动件组成。

7)操作台:用于控制整个切割装置的工作过程。

8)冷水机组:用于冷却激光发生器。激光器是利用电能转换成光能的装置,如CO2气体激光器的转换率一般为20%,剩余的能量就变换成热量。冷却水把多余的热量带走以保持激光发生器的正常工作。冷水机组还对机床外光路反射镜和聚焦镜进行冷却,以保证稳定的光束传输质量,并有效防止镜片温度过高而导致变形或炸裂。

9)气瓶:包括激光切割机工作介质气瓶和辅助气瓶,用于补充激光震荡的工业气体和供给切割头用辅助气体。

10)空压机、储气罐:提供和存储压缩空气。

11)空气冷却干燥机、过滤器:用于向激光发生器和光束通路供给洁净的干燥空气,以保持通路和反射镜的正常工作。

12)抽风除尘机:抽出加工时产生的烟尘和粉尘,并进行过滤处理,使废气排放符合环境保护标准。

13)排渣机:排除加工时产生的边角余料和废料等。

4. 激光加工发展史

三年前,迅镭激光还自称动力电池行业“新兵”,如今却正从激光焊接“新兵”成长为该领域的主力军。

2014年开始,迅镭激光这家起步于激光领域的企业,以激光焊接为突破口,在日趋升温的锂电池行业版图中长驱直入,以勇者的姿态和前瞻性的战略布局,成为备受激光领域关注的“标杆”企业。

“激光焊接想要占据动力电池行业制高点,需要做到技术上的引领,同时还要加强产业链之间的深度合作。”迅镭激光销售总监臧千岭表示,高效精密的激光焊接设备正是迅镭激光布局锂电设备领域的核心利剑。

过去短短三年时光里,迅镭激光在动力电池领域收获了不错的市场份额。目前,迅镭激光已拥有50多项发明专利,填补了多项锂电设备的空白。

迅镭激光规划产业园区

落子动力电池领域

对动力电池生产企业而言,激光焊接是一个将正负极材料、隔膜和电解液等原材料化零为整的融合制造过程,是整个动力电池生产流程中的关键工艺。将所有原材料焊接成电池电芯、PACK模组后,可直接用于传统消费电子、电子工具、电动自行车、储能电站及新能源汽车等领域。

目前,电池制造过程使用的焊接技术十分广泛,如超声波焊、电阻焊和激光焊接等。焊接方法与工艺的合理选用,直接影响着电池的生产成本、质量的可靠性与使用的安全性。

正是意识到这一点,作为国内前三的激光加工设备生产商,在迅镭激光的整个产业布局之中,动力电池激光焊接作为关键的一环来布局,为国内外客户提供一整套激光加工解决方案及相关配套设施,产品涵盖激光焊接机系列、激光切割机系列、激光微加工、军工等。

此后,依靠雄厚的技术实力,迅镭激光针对新能源动力电池行业,陆续研制并投产软包动力电池模组焊接及PACK组装线、方形动力电池模组焊接及PACK组装线、圆柱18650焊接及PACK组装线、方壳电芯侧焊、顶焊、防爆阀焊接及自动化生产线等。

“激光焊接作为电池生产一项非常重要的工艺环节,对电池的一致性,稳定性和安全性有很大的影响,动力电池激光焊接部位多,工艺难度大,对焊接工艺要求更高。”臧千岭坦言,通过高效精密的激光焊接可以大大提高汽车动力电池安全性、可靠性和使用寿命,必将为今后的汽车动力技术的发展提供重要保障。

迅镭激光销售总监臧千岭

“为了提升客户加工效率和产品品质,公司会根据客户实际需求定制自动上下料、性能检测、读取追溯码、相机定位及检测、激光焊接等整套的生产线。”臧千岭表示。迅镭激光自今年开年以来,每天都在满负荷的生产,生产人员加班加点在完成排满的订单,今年第一季度同比增长200%,公司正在向激光领域龙头企业迈进。

产能布局的同时,迅镭激光在技术研发、生产制造、品质管控、精细化管理等方面也不惜投入“血本”。据了解,迅镭激光即将建成占地面积近50000平方米、华东最大的激光生产研发基地。

研发技术投入的同时,迅镭激光还在生产制造、品质管控上苦练内功。迅镭激光一直以高标准要求自己,不仅做到了超过同行的产线效率、产线稳定性和良率。与此同时,技术研发团队也在持续壮大中。目前,新产品方形模组和圆柱模组均已经投入使用,得到了很好的反馈。

而正是依托于这些技术积累和创新,迅镭激光的产品性能得到了明显提升,据臧千岭介绍,迅镭的激光焊接优势在于焊材损耗小、被焊接工件变形小、设备性能稳定易操作,焊接质量及自动化程度高。

方壳电池顶焊全自动双激光焊接

中功率光纤连接激光焊接机

以“技术为首”思维迎战市场波动

在考虑布局动力电池的激光焊接领域之时,迅镭激光选择了全自动化的产品路径,臧千岭的判断是,动力电池未来的发展必将是全自动化的趋势,这意味着对于激光焊接来说全自动化的局面必将来到,而设备新一轮的发展契机就是在于设备企业的不断创新和完善。

软包模组自动化产线

事实证明确实如此,在下游新能源汽车市场需求提振的背景之下,正在倒逼动力电池企业不断提升生产效率,目前国内多数动力电池企业逐步选用全自动生产线,自动化产线自然就成为主流的运用趋势,“全自动化肯定是未来的发展方向,这既可以提升生产效率,也可以降低成本。”臧千岭透露。

基于上述分析,迅镭激光一直致力于全自动化设备研究,在各型号的电池模组焊接及PACK组装线上成功运用了全自动化,自己的拳头产品足够优势,对于迅镭激光而言,具备了激光设备的核心技术,其在市场竞争之中的胜利号角正在吹响。

在臧千岭的观点之中,产业不同时期,各项要求和指标不一样,而根据不同时期的应用需求,未来的迅镭激光还将持续创新研发。也正因如此,迅镭激光每年研发投入占到企业支出的10%以上。

在推动产品融入自动化产线的同时,迅镭激光一直不断在完善售后服务。“我们在全国各地都有办事处,目前又在广东设有专门自动化分公司,以便高效便捷的服务于客户,维护好我们迅镭的口碑。”臧千岭认为,在政策和市场的双面夹击,今年设备市场淘汰赛愈演愈烈,迅镭激光要站稳脚跟,就必须在凸显技术的同时抓服务,以此给客户一个好的体验。

而在对外销售的策略上,迅镭激光采取联合的形式来展开,“闭关锁国”的运营模式显然不适应市场趋势。臧千岭告诉动力电池网,迅镭激光以提供最优的激光焊接为己任,把动力电池行业往前推一步。目前,迅镭激光已经国内外多家企业形成稳定的战略合作关系。

对于早前就已经涉足激光业务的迅镭激光而言,一个无法忽视的现实就是,市场的竞争已经开始逐步加剧,随着动力电池市场需求的启动,近几年开始,除了迅镭激光之外,越来越多的激光企业开始在动力电池领域进行布局或者产能扩张。

需要警惕的是,锂电设备领域的盲目扩产肯定会导致整体的产能过剩,引起市场恶意竞争。“实际上,优质电芯的产能不足,设备领域也是如此,设备厂家很多,但真正有实力做好产线的厂家不多,迅镭激光一直在不断优化产线,不断加大研发投入,良好的口碑是迅镭不断壮大的基础。”臧千岭推测,过度的投资也能加快行业洗牌的脚步,一些没资源、没技术创新能力的公司会很快被淘汰。

自动化定制方案

未来,攻占市场的法宝在于技术创新,也意味着未来锂电设备企业将呈现高度集中的趋势,只有产业协作、技术研发创新、产能规模、公司资金实力等方面具备优势的企业将会占据市场主导位置。随着市场洗牌的加速,迅镭激光的优势将会进一步得到凸显。

5. 激光切割机发展前景

激光切更有前途。

激光切割领域的产品主要包含各种激光打标机、自动焊接机、自动切割机、划片机、数控雕刻机、热回收器、三维成形机及其毛化机等,在中国占有了很大的市场占有率。国外市场的冲床早已被激光切割机逐渐替代,而在我国冲床与激光切割机相容,但由于激光技术在加工制造业的持续运用,激光切割机将逐渐替代冲床,故剖析觉得激光切割设备销售市场室内空间特别大。在激光加工设备销售市场中,激光切割是至关重要的一项应用技术,已普遍地运用于船舶设计、车辆、机车车辆生产制造、航空公司、化工厂、轻工业、家用电器与光电、原油和冶炼等产业部门。

6. 激光切割机发展趋势

一、喷嘴选型

喷嘴直径大小决定了进入切口的气流形状、气体扩散面积、气体流速,从而影响了熔融物去除、切割的稳定情况。进入切口的气流量大、速度快、工件在气流中的位置恰当,喷射去除熔融物的能力越强。固定流量下,不同喷嘴尺寸,监控气压不锈钢越厚,喷嘴的选用应越大,比例阀设置越大,增大流量,才能确保压力,切割出正常断面效果。

二、辅助气体选择和气体纯度

不锈钢激光切割加工中经常会用到各种辅助气体,例如氧气、氮气、空气等,使用不同的气体类型,切割断面的效果不同。氧气是黑色断面,空气为淡黄色,氮气可保持不锈钢原色不被氧化。不锈钢切割以氮气为首选辅助气体。

三、焦斑位置

为保证切割效果,及保护喷嘴不受损伤,在切割加工前还需要做同轴测试,确保喷嘴与激光器输出光束同轴。