2023激光切割機(jī)行業(yè)深度調(diào)研與發(fā)展現(xiàn)狀分析

• 黃文玉 2023年6月12日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 410 20
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激光切割機(jī)是將從激光器發(fā)射出的激光，經(jīng)光路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件達(dá)到熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，同時(shí)與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。

一、激光切割機(jī)行業(yè)概況

激光切割機(jī)是將從激光器發(fā)射出的激光，經(jīng)光路系統(tǒng)，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件達(dá)到熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，同時(shí)與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。隨著光束與工件相對(duì)位置的移動(dòng)，最終使材料形成切縫，從而達(dá)到切割的目的。

激光是一種光，與其他自然光一樣，是由原子(分子或離子等)躍遷產(chǎn)生的。但它與普通光不同是激光僅在最初極短的時(shí)間內(nèi)依賴于自發(fā)輻射，此后的過程完全由激輻射決定，因此激光具有非常純正的顏色，幾乎無發(fā)散的方向性、極高的發(fā)光強(qiáng)度和高相干性。激光切割技術(shù)有兩種：第一種是脈沖激光適用于金屬材料，第二種是連續(xù)激光適用于非金屬材料。后者是激光切割技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下，通過脈沖使激光器放電，從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光，形成一定頻率，一定脈寬的光束，該脈沖激光束經(jīng)過光路傳導(dǎo)及反射并通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上，形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個(gè)高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個(gè)細(xì)小的孔，在計(jì)算機(jī)控制下，激光加工頭與被加工材料按預(yù)先繪好的圖形進(jìn)行連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)打點(diǎn)，這樣就會(huì)把物體加工成想要的形狀。

二、激光切割機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統(tǒng)的機(jī)械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割圖案限制，自動(dòng)排版節(jié)省材料，切口平滑，加工成本低等特點(diǎn)，將逐漸改進(jìn)或取代于傳統(tǒng)的金屬切割工藝設(shè)備。激光刀頭的機(jī)械部分與工件無接觸，在工作中不會(huì)對(duì)工件表面造成劃傷;激光切割速度快，切口光滑平整，一般無需后續(xù)加工;切割熱影響區(qū)小，板材變形小，切縫窄(0.1mm~0.3mm);切口沒有機(jī)械應(yīng)力，無剪切毛刺;加工精度高，重復(fù)性好，不損傷材料表面;數(shù)控編程，可加工任意的平面圖，可以對(duì)幅面很大的整板切割，無需開模具，經(jīng)濟(jì)省時(shí)。

與傳統(tǒng)的氧乙炔、等離子等切割工藝相比，激光切割速度快、切縫窄、熱影響區(qū)小、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑，同時(shí)可激光切割的材料種類多，包括碳鋼、不銹鋼、合金鋼、木材、塑料、橡膠、布、石英、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，激光切割技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電力、五金以及電器等領(lǐng)域。近年來，激光切割技術(shù)正以前所未有的速度發(fā)展，每年都以15%~20%的速度增長。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2021-2026年中國激光切割機(jī)行業(yè)深度調(diào)研與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)研究報(bào)告》顯示：

目前，民用激光發(fā)生器由于制造成本等原因，所發(fā)出的激光光束都具有一定的發(fā)散角，呈“錐形”。當(dāng)“錐形”的高度改變時(shí)(相當(dāng)于激光切割機(jī)光路長度改變)，聚焦透鏡表面的光束橫截面面積也隨之改變。

此外，光還具有波的性質(zhì)，因此，不可避免地會(huì)出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，衍射會(huì)使光束在傳播過程中發(fā)生橫向擴(kuò)展，該現(xiàn)象存在于所有的光學(xué)系統(tǒng)中，能夠決定這些系統(tǒng)在性能方面的理論極限值。

由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用，當(dāng)光路長度變化時(shí)，作用在透鏡表面的光束直徑時(shí)刻發(fā)生著變化，這就會(huì)引起焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度的變化，但對(duì)焦點(diǎn)位置的影響很小。如果焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度在連續(xù)加工中發(fā)生變化，必然會(huì)對(duì)加工產(chǎn)生很大影響，比如，會(huì)造成切割縫寬度不一致、在相同切割功率下會(huì)割不透或燒蝕板材等。

激光切割機(jī)在切割過程中，光束經(jīng)切割頭的透鏡聚焦成一個(gè)很小的焦點(diǎn)，使焦點(diǎn)處達(dá)到高的功率密度，其中切割頭固定在z軸上。這時(shí)，光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量，材料很快被加熱到熔化與汽化溫度，與此同時(shí)，一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出，形成材料切割的孔洞。隨著焦點(diǎn)與材料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫，完成材料的切割。

金屬激光切割機(jī)應(yīng)用是非常廣泛的，囊括了很多行業(yè)，并且是很多企業(yè)必須必備的設(shè)備之一，其中有廣告標(biāo)牌制作(這些主要是些不銹鋼的LOGO和標(biāo)識(shí)切割)，鈑金加工(鈑金加工基本囊括了所有的金屬材料，這些一般主要是有折彎、打磨等，切割就是其中最重要的一道工序)，機(jī)箱機(jī)柜制作(這方面一般有用到碳鋼或者不銹鋼方面，也主要是折彎跟切割2個(gè)切割工藝流程)，彈簧片(屬于精加工的過程了)，地鐵零件，還有電梯外殼的制作奧，機(jī)械設(shè)備外殼啊，還有廚房廚具(不銹鋼居多點(diǎn))，其中超越激光的激光切割機(jī)設(shè)置還參與了神七神八飛船的制作，這些其實(shí)涉及到各個(gè)方面。

廣泛應(yīng)用于鈑金加工、廣告標(biāo)牌字制作、高低壓電器柜制作、機(jī)械零件、廚具、汽車、機(jī)械、金屬工藝品、鋸片、電器零件、眼鏡行業(yè)、彈簧片、電路板、電水壺、醫(yī)療微電子、五金、刀量具等行業(yè)。

2023年，由奔騰激光(浙江)股份有限公司研制的6萬瓦激光切割機(jī)首秀直播間，向市場(chǎng)亮出“世間再無厚板”的豪氣、底氣。奔騰激光總裁吳讓大表示，這份自信來自奔騰激光矢志創(chuàng)新的企業(yè)文化、來自生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大、來自市場(chǎng)版圖持續(xù)拓展。奔騰激光落戶溫州十年來，一路追光、攀高逐新，接連成功研制10kw到40kw超高功率光纖激光切割機(jī)，先后有6個(gè)產(chǎn)品被認(rèn)定為省內(nèi)、國內(nèi)和國際首臺(tái)(套)產(chǎn)品。從一個(gè)名不見經(jīng)傳的小廠，一躍發(fā)展成中國激光加工行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)、溫州創(chuàng)新發(fā)展的標(biāo)桿企業(yè)，成功證明了溫州也是一片生長高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的沃土。

中研普華利用多種獨(dú)創(chuàng)的信息處理技術(shù)，對(duì)市場(chǎng)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務(wù)，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)營成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。想要了解更多最新的專業(yè)分析請(qǐng)點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2021-2026年中國激光切割機(jī)行業(yè)深度調(diào)研與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)研究報(bào)告》。

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