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      不同波长的工业加工激光器的市场定位 

 
  目前,在金属加工领域,主要有CO2激光器、固体激光器和光纤激光器。如果从波长来分,就是10 um波长激光器(CO2激光器)和1um波长激光器(固体激光器和光纤激光器)两类。从市场竞争的情况来看,实际上可归纳为两种不同波长激光器之争。
 
  從曆史上講,CO2激光器應用時間最爲悠久,使用維護技術也最爲成熟,市場擁有量也最大。目前,仍占最大市場份額。從結構上看,CO2激光器由于有真空密封和氣體循環環節,因此,體積較大,維護點較多。固體激光器和光纖激光器在這方面占優。從光束傳輸上講,1um波長激光器可以通過光纖傳導,在實際應用,特別是三維加工中比較便利。從光束質量上講,光纖激光器和CO2激光器較好,固體激光器較差。
 
  由于材料对不同波长激光的吸收率明显不同,因此导致了这几种激光器在金属加工领域的细分定位。来自德国University of Technology Dresdenhe和Fraunhofer Institute IWS的研究结果澄清和明确了前几年市场上混乱的舆论误导。图2为CO2激光器和光纤激光器切割不同厚度钢板时,材料对不同波长激光的吸收率曲线。从中可以明显看出:(1) 针对三种不同的聚焦直径50、100和200um,随着板厚的增加,光纤激光的材料吸收率分别在0.8、1和2mm板厚处达到最大值后,就急剧下降,而CO2激光的材料吸收率随板厚增加而增加,当板厚大于5mm后,材料吸收率趋于饱和,始终维持在0.4以上;(2)对50um和100um聚焦直径,当板厚超过1.3mm和2.8mm左右时,光纤激光的材料吸收率就开始低于CO2激光的材料吸收率,50um和100um焦斑的光纤激光材料吸收率在4.4mm和5mm 板厚处就分别下降到0.2和0.3以下,远低于CO2超过0.4的材料吸收率。而200um焦斑的光纤激光的材料吸收率在厚度超过5.5mm后也开始低于CO2激光的材料吸收率。这意味着:在5mm以内的薄板切割中,光纤激光材料吸收率较大,切割速度和效率较高,但在5mm以上厚板切割中CO2激光占有明显优势。
 
  德国Trumpf公司的Gerdard Hammann和Beyer等人给出了1um波长光源和10um波长光源切割品质的评估结果:1um波长激光的切割质量远低于CO2激光的切割质量
 
  盡管目前光纖激光器的發展勢頭很猛,但在加工4mm以上板材時,CO2激光器優勢明顯。由于激光加工站通常希望能提供各種不同厚度的切割服務,因此CO2激光器將牢牢保持這一部分市場份額,盡管許多公司現在開始提供光纖激光切割機,但CO2激光切割機仍是其主打産品。
 
  雖然光纖激光器在薄板切割中速度更快,但同樣的加工服務,2kW的CO2激光也能很好滿足,不過,前者的設備價格卻遠高于CO2激光器的價格。因此,用戶在購買激光切割機時,要根據自己的財力情況和加工業務情況做出理性選擇。