激光切割、激光打標(biāo)和激光焊接并稱激光加工技術(shù)的三駕馬車,是近年來(lái)激光在工業(yè)領(lǐng)域較為成熟和廣泛的應(yīng)用。其中激光切割在工業(yè)激光設(shè)備中占比最大,2019年在我國(guó)工業(yè)激光設(shè)備中的占比達(dá)到39%。高功率激光切割機(jī)普及,激光切割設(shè)備不斷突破厚度極限。
2015年以前,高功率激光器在我國(guó)產(chǎn)銷量較低,激光切割在應(yīng)用上長(zhǎng)期存在厚度的限制。
傳統(tǒng)上認(rèn)為火焰切割能切割的板材厚度范圍最廣,在50mm以上速度優(yōu)勢(shì)明顯,適合于精度要求不高的厚板和特厚板加工;等離子切割在30-50mm區(qū)間速度優(yōu)勢(shì)明顯,不適于加工特別薄的板材(<2mm);而激光切割多使用千瓦級(jí)激光器,在10mm以下速度和精度優(yōu)勢(shì)明顯;機(jī)械沖床介于等離子與激光切割之間。
近年來(lái),隨著高功率激光器的逐漸普及,激光切割設(shè)備開(kāi)始逐漸向中厚板市場(chǎng)滲透。激光器功率提升到6千瓦后,憑借高性價(jià)比持續(xù)替代機(jī)械沖床。
數(shù)控沖床價(jià)格雖低于激光切割機(jī),但激光切割機(jī)的切割質(zhì)量更高,且可以憑借高生產(chǎn)效率攤薄固定成本,通過(guò)高良率節(jié)約物料、人工成本,并且無(wú)需后續(xù)矯直、打磨等,后處理工序減少,以此抵消高額的投資成本,其投資回報(bào)周期顯著優(yōu)于機(jī)械沖床。
有效的性能替代和價(jià)格替代下,激光切割設(shè)備加速侵吞傳統(tǒng)切割市場(chǎng)。
2013年我國(guó)金屬切削機(jī)床銷量為72.90萬(wàn)臺(tái),同年激光切割設(shè)備剛剛起步,銷量?jī)H有0.27萬(wàn)臺(tái)。6年間金屬切削機(jī)床銷量呈下跌趨勢(shì),而激光切割設(shè)備則加速增長(zhǎng)。
到2020年,金屬切削機(jī)床銷量降至44.60萬(wàn)臺(tái),激光切割設(shè)備銷量升至5.50萬(wàn)臺(tái)。金屬切削機(jī)床銷量對(duì)激光切割設(shè)備的比值從2013年的270迅速下滑至2020年的8。
伴隨功率提高,設(shè)備的可切割厚度和效率同時(shí)提升,開(kāi)啟對(duì)等離子切割的替代。
2萬(wàn)瓦激光切割機(jī)將碳鋼和不銹鋼的最優(yōu)切割厚度分別突破至50mm和40mm。
考慮到鋼板一般按厚度分為薄板(<4mm)、中板(4-20mm)、厚板(20-60mm)、特厚板(>60mm),萬(wàn)瓦級(jí)設(shè)備已能完成對(duì)于中薄板和絕大部分厚板的切割工作,激光切割設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景不斷向中厚板領(lǐng)域延伸,達(dá)到等離子切割的厚度范圍。
除了提高切割材料厚度上限外,激光切割較等離子切割的切縫更窄,平整度更高,切割質(zhì)量有所提升。
另一方面,激光器高功率化還使得切割效率不斷提升。例如50mm碳鋼切割上,3萬(wàn)瓦激光切割機(jī)效率較2萬(wàn)瓦切割機(jī)效率可提高88%。高功率激光設(shè)備已開(kāi)啟等離子替代,未來(lái)將加速替換等離子切割市場(chǎng),創(chuàng)造持續(xù)增長(zhǎng)動(dòng)能。(資料來(lái)源:維科激光網(wǎng))
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