De acordo com o relatório sobre o desenvolvimento da indústria de laser da China, no mercado doméstico de laser de fibra, o envio geral de lasers de fibra convencionais domésticos de baixa e média potência ultrapassou o de produtos estrangeiros na mesma seção de potência devido à melhoria gradual da potência e desempenho de lasers de fibra domésticos. Esta conquista demonstra o sucesso da substituição de importações.
Além disso, a remessa geral de lasers de fibra convencionais domésticos de ultra-alta potência acima de 10 kW está quase no mesmo nível da de produtos estrangeiros na mesma seção de potência.
Isso indica que os lasers de fibra domésticos estão ganhando aceitação no mercado interno devido ao aprimoramento contínuo da pesquisa independente e da força de desenvolvimento.
Além disso, a demanda do mercado industrial por lasers de alta potência de 10.000 watts aumenta a cada ano, à medida que o processamento de produtos a laser exige padrões mais elevados. Essa tendência tem se tornado cada vez mais prevalente.
Os clientes enfrentam uma ampla gama de lasers de 10.000 watts no mercado nacional e têm muitas dúvidas na escolha do equipamento adequado.
1. Perguntas frequentes sobre a seleção de lasers de fibra
Q1: quanto maior a potência, maior a eficiência de processamento?
Nos últimos anos, a alta potência tornou-se cada vez mais popular na indústria de processamento a laser. Veja o laser Raycus como exemplo. No ano passado, as vendas de produtos laser acima de 10.000 watts ultrapassaram 2.380 unidades, um aumento de 243% em relação a 2020 e um total de 3.200 unidades vendidas ao longo da história. Esse número é muito maior que o de outras marcas nacionais. Os produtos de laser de fibra contínua da Raycus laser atingiram 100 kW, estabelecendo um precedente doméstico.
No entanto, maior potência não significa necessariamente maior eficiência de processamento de produtos a laser.
A eficiência depende da configuração dos componentes principais do laser, como fibra ativa, fonte de bomba e combinador de alta potência, bem como do tipo e espessura da placa que está sendo processada.
A configuração do dispositivo central do laser desempenha um papel significativo na determinação de sua eficiência de processamento. Dispositivos centrais mais avançados e sua correspondência podem alcançar maior eficiência de processamento do que outras marcas de lasers com a mesma potência.
Além disso, o tipo e a espessura das chapas processadas pelos clientes também devem ser considerados ao medir a eficiência do processamento. Além disso, diferentes aplicações, como soldagem e revestimento, possuem fatores adicionais que afetam a eficiência do processamento. Portanto, não é apropriado comparar a eficiência de processamento de diferentes lasers apenas com base na sua potência.
Por último, vamos examinar os efeitos do processo de corte a laser Raycus de aço carbono com diferentes espessuras de 12 kW, 20 kW e 30 kW.
| Espessura do aço suave | 10mm | 16mm | 20mm | 25mm | 40mm |
| 12.000 W | 6,5m/min | 1,6m/min (O2) |
1,4m/min (O2) |
0,9m/min (O2) |
/ |
| 20.000 W | 12m/min | 6m/min | 3m/min | 1,4m/min (O2) |
0,9m/min (O2) |
| 30.000 W | 15m/min | 8,5m/min | 5,5m/min | 3m/min | 1,1m/min (O2) |
| Melhoria de eficiência | 25% | 41,70% | 83,30% | 114,30% | 22,20% |
A tabela mostra três grupos multimodo com potências de 30 kW, 20 kW e 12 kW, todos usados para cortar aço carbono durante a medição do processo. O gás auxiliar utilizado para todos os três é o ar, embora isto não esteja marcado na tabela.
Ao examinar a tabela, fica evidente que a eficiência do grupo multimodo de 30 kW para corte de aço carbono com 10 mm de espessura utilizando ar auxiliar é 25% maior que a do grupo de 20 kW.
Embora haja uma melhoria na eficiência, ela não é muito significativa. Porém, a vantagem fica mais evidente no corte de aço carbono com 25 mm de espessura, com o grupo multimodo de 30 kW apresentando eficiência 114,3% superior ao grupo de 20 kW (que utiliza oxigênio auxiliar).
Casos de aplicação de produtos
Em termos de aplicação prática, os clientes devem selecionar produtos de alta potência que sejam mais adequados para suas próprias chapas processadas com base em seu tipo e espessura.
Se a maior parte do processamento do cliente envolver chapas finas, ele deverá selecionar produtos no nível de 10.000 watts para atender ao máximo às suas necessidades de eficiência de processamento.
Por outro lado, se as placas médias e grossas compreenderem a maior parte do processamento ou se o volume de processamento for grande, os clientes devem escolher produtos a laser de 10.000 watts de maior potência.
Muitos clientes optam por equipamentos equipados com laser Raycus de 30 kW devido ao grande volume de processamento. Este equipamento pode satisfazer os requisitos abrangentes de velocidade de corte e qualidade de seção de chapas finas, médias e grossas.
Possui vantagens significativas no corte a ar de chapas médias e grossas, o que melhora substancialmente a eficiência de processamento da fábrica. Isto, por sua vez, reduz os custos operacionais gerais e leva a retornos mais rápidos.
Q2: sob a mesma potência, quanto menor o núcleo da fibra, melhor?
Como todos sabemos, o avanço atual da tecnologia laser está focado em alta potência e alto brilho.
Alguns fabricantes de laser orientaram erroneamente os clientes a acreditar que “um núcleo pequeno representa alto brilho. No entanto, este é um equívoco.
A qualidade de um laser de alto brilho está intimamente relacionada ao valor BPP (produto de parâmetro de feixe), que é calculado usando o raio da cintura do feixe (ω₀) e o ângulo de divergência de campo distante do feixe de laser (θʀ). Um valor BPP mais baixo indica melhor qualidade do feixe.
O brilho é definido como a potência por unidade de área e por unidade de ângulo sólido. Assim, para atingir um alto brilho, duas pré-condições devem ser atendidas: melhorar a potência do laser e melhorar a qualidade do feixe.
Melhorias individuais e conjuntas podem levar a um aumento no brilho do laser. Contudo, melhorar a qualidade do feixe não é o mesmo que reduzir o diâmetro do núcleo da fibra.
Isto ocorre porque o diâmetro do núcleo não pode ser igual ao diâmetro da cintura da viga. Ao reduzir o diâmetro do núcleo, o ângulo de divergência do campo distante do feixe não deve aumentar para reduzir o valor do BPP e obter melhor qualidade do feixe.
BPP=ω₀*θʀ，ω ₀é o raio da cintura, θʀ é o ângulo de divergência do feixe
No cenário de aplicação de lasers de fibra de ultra-alta potência, os clientes exigem melhorias nos benefícios, que podem ser alcançadas a partir de dois aspectos:
Em primeiro lugar, ao aumentar a eficiência de conversão eletro-óptica dos lasers de fibra, é possível economizar eletricidade e dinheiro.
Em segundo lugar, ao melhorar a eficiência abrangente do processamento, o objectivo de aumentar a eficiência e a rentabilidade pode ser alcançado.
O processamento a laser é um projeto sistemático que requer coordenação multidimensional e complementaridade de máquinas-ferramentas, sistemas, caminhos de gás, cabeçotes de processamento, fontes de laser, placas e tecnologia de processamento. Só então a taxa de utilização do sistema poderá ser genuinamente aumentada e o rendimento óptimo gerado.
Os lasers de fibra da série Raycus laser Wanwa têm uma eficiência de conversão eletro-óptica superior a 40%, e o ângulo de divergência é amplamente otimizado, tornando-os compatíveis com cabeçotes de corte e sistemas com diferentes configurações ópticas de todas as marcas disponíveis no mercado. Isso permite uma melhor consideração das necessidades de corte do cliente para chapas finas, médias e grossas.
Q3: como escolher grupo monomodo e grupo multimodo sob a mesma potência?
A composição dos módulos de laser de fibra é dividida em dois grupos: monomodo e multimodo. Em aplicações de corte, a qualidade do corte é bastante afetada pelo ponto de foco.
O laser monomodo de 10.000 watts utiliza uma única amplificação de fibra para atingir o nível de 10.000 watts. O feixe tem uma distribuição quase gaussiana e a energia é relativamente concentrada.
Normalmente, o método de conversão de modo é usado para obter o efeito de homogeneização do feixe, que é grandemente influenciado pela consistência dos dispositivos.
Lasers multimodo de 10.000 watts geralmente combinam vários módulos ópticos de 2.000 ~ 6.000 watts para produzir os feixes, que se sobrepõem para formar naturalmente o efeito de homogeneização e boa consistência.
Comparação de padrões de feixe de lasers de fibra monomodo e multimodo de 10.000 watts
As duas imagens superiores representam lasers de fibra monomodo, enquanto as duas inferiores mostram lasers de fibra multimodo.
A vantagem de usar um laser monomodo de 10.000 watts é sua velocidade de corte para chapas médias e finas. Quando comparado aos lasers monomodo 12000 e multimodo 12000 da Raycus, a eficiência de corte do laser monomodo 12000 é melhor do que a do laser de fibra multimodo 12000 ao cortar aço inoxidável com espessuras abaixo de 20 mm, e quando assistido por nitrogênio ou ar.
| Espessura do aço macio | 4mm | 8mm | 10mm | 20mm |
| Multimódulo12000W | 23m/min | 8m/min | 6,5m/min | 1,2m/min |
| Módulo único 12000W | 32m/min | 10,5m/min | 8,5m/min | 1,4m/min |
| Melhoria de eficiência | 39,13% | 31,25% | 30,77% | 16,67% |
Grupo monomodo 12.000 W e grupo multimodo 12.000 W
Comparação do efeito dos dados medidos do processo de corte de aço inoxidável
O laser multimodo de 10.000 watts tem melhor efeito de homogeneização do feixe, o que torna a vantagem da qualidade de corte de chapas grossas mais óbvia.
Alguns clientes possuem requisitos de processamento extremamente exigentes e, portanto, optam por lasers de fibra multimodo.
Em essência, os grupos monomodo e multimodo não podem ser comparados de maneira direta. Ambos são configurações de lasers de fibra, semelhantes aos dos carros.
Os carros são projetados para estradas, enquanto os veículos off-road são construídos para montanhas. No entanto, os carros podem navegar nas montanhas e os veículos todo-o-terreno também podem operar nas estradas.
Conseqüentemente, a seleção de um laser de fibra multimodo ou monomodo depende das necessidades específicas de processamento do cliente.
Módulo único de 12.000 W cortando efeito aço carbono de 6 mm
Corte em grupo multimodo de 12.000 W com efeito de aço carbono de 30 mm
2. Como escolher os produtos laser certos acima de 10kW?
A escolha dos produtos certos depende das necessidades de aplicação do mercado.
Para a maioria das empresas usuárias, é crucial selecionar um laser com desempenho de alto custo com base em cenários de aplicação específicos.
Os clientes podem avaliar produtos de forma abrangente com base em três aspectos: demanda de processamento, demanda de custo e demanda de serviço.
Em primeiro lugar, diferentes usuários têm diferentes requisitos para espessura de corte, velocidade e eficiência de processamento de chapas. Portanto, ao selecionar produtos a laser, é essencial considerar a demanda real de processamento da espessura e da chapa de corte diária da fábrica.
Em segundo lugar, o custo do produto também é um fator crucial na seleção do laser sob a condição de maximizar a atual demanda de processamento. O custo de uso do laser pode ser comparado de forma abrangente com base na eficiência de conversão eletro-óptica, custo de desligamento, preço de compra e outros fatores.
Finalmente, os lasers são produtos a granel de alto preço unitário e longa vida útil, independentemente dos parâmetros de desempenho do produto, como qualidade do feixe, eficiência de conversão eletro-óptica, estabilidade e demanda de corte de chapas. Os usuários também devem se concentrar na garantia de qualidade do produto e nos serviços pós-venda, tornando a melhor escolha optar por uma marca respeitável de lasers.
