高亮度，是衡量光纖激光器性能的重要指標(biāo)，與高功率相伴相生，合則生利。在行業(yè)爭先競逐超高功率賽道背景下，高亮度的聲音似乎被掩蓋。事實(shí)上，經(jīng)過市場前期培育，“高亮度”對(duì)行業(yè)的重要性正與日俱增。

2020年，當(dāng)行業(yè)還在爭論高亮度能否引領(lǐng)未來趨勢時(shí)，凱普林已經(jīng)前瞻布局，將高亮度作為重要研究方向之一，并于3年之后實(shí)現(xiàn)成果井噴：高亮度準(zhǔn)單模6kW光平臺(tái)上線，雷霆系列多款高亮度光纖激光器正式推出。

高亮度產(chǎn)品的應(yīng)用將突破哪些行業(yè)瓶頸呢？凱普林光纖事業(yè)部研發(fā)人員將通過雷霆系列光纖激光器為我們揭秘。

在激光行業(yè)，“高功率”代表高能量，功率越高，越有“力”，可提升加工能力；“高亮度”則是指高能量密度，密度越大，越有“利”，能提升加工速度和效率。

面對(duì)中厚板加工，功率升級(jí)是提升切割速度和切割能力的直接手段。這是因?yàn)椋�由于熱損傷、非線性效應(yīng)、熱透鏡效應(yīng)的存在，單模光纖激光器功率不可能無限提升，只有通過高功率合束技術(shù)才能突破光纖激光器的功率瓶頸。不過，合束技術(shù)利弊相依，每一次合束意味著光束質(zhì)量的削弱，同時(shí)增加了產(chǎn)品應(yīng)用的不穩(wěn)定性。

為確保光束質(zhì)量更高，凱普林雷霆系列光纖激光器基于輕質(zhì)化、高亮度泵浦源核心技術(shù)——芯片一體化技術(shù)，開發(fā)出高亮度6kW雷霆光學(xué)平臺(tái)。同時(shí)在功率合束過程中，充分利用模式控制技術(shù)、發(fā)散角壓縮技術(shù)、高階模濾除技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高亮度的激光輸出，從而顯著提升中薄板切割速度和生產(chǎn)效率，為用戶創(chuàng)造出更大價(jià)值。

雷霆20kW75μm高亮產(chǎn)品光束質(zhì)量測試圖

在高亮度技術(shù)加持下，凱普林雷霆系列在激光切割上優(yōu)勢突出：

• 實(shí)現(xiàn)高速空氣切割，取代昂貴的氮?dú)狻�氬氣切割工藝以及速度較慢的氧氣切割，降低切割能耗和成本。
• 加工中薄板碳鋼、不銹鋼時(shí)，速度快數(shù)倍且切割質(zhì)量高，大幅壓縮切割工時(shí)，提升效率。
• 切割黃銅、紫銅等高反材料具有明顯優(yōu)勢，輕松下料。

充分發(fā)揮高亮度這把利器，挖掘激光切割的應(yīng)用潛力，展現(xiàn)高功率光纖激光器“高精尖”特性，是未來激光精細(xì)加工的必經(jīng)之路。

小芯徑，是高亮度產(chǎn)品的顯著特征。凱普林推出雷霆全系列高亮度產(chǎn)品，20kW@75μm、30—60kW@100μm，相比行業(yè)同功率產(chǎn)品，均實(shí)現(xiàn)更小芯徑，輸出能量更密集。

高亮度的應(yīng)用優(yōu)勢集中在中薄板。凱普林工藝應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室對(duì)用戶格外關(guān)心的空氣切割速度與效率指標(biāo)及氮?dú)馇懈钇焚|(zhì)與成本指標(biāo)進(jìn)行了重點(diǎn)驗(yàn)證，以下實(shí)測數(shù)據(jù)有力展示了雷霆高亮度產(chǎn)品在該領(lǐng)域的加工效果。

經(jīng)過實(shí)測，雷霆20kW75μm高亮產(chǎn)品對(duì)不銹鋼和碳鋼切割材料進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)了高速度、高效率、高品質(zhì)。空氣切割8mm碳鋼，可實(shí)現(xiàn)21m/min的極限加工，效率提升52%；空氣切割10mm碳鋼，效率提升76%；空氣切割16mm碳鋼，可實(shí)現(xiàn) 6m/min的極限加工……速度和效率均位居行業(yè)前列。氮?dú)馇懈?mm不銹鋼，可實(shí)現(xiàn) 24m/min的極限加工；氮?dú)馇懈?4mm不銹鋼，可實(shí)現(xiàn) 8.5m/min的極限加工，不僅速度快，且加工質(zhì)量佳。

雷霆60kW100μm對(duì)不銹鋼和碳鋼空氣切割，效果同樣顯著。切割20mm不銹鋼，極限速度可達(dá)12m/min；切割20mm碳鋼，極限速度可達(dá) 11m/min，相比普通產(chǎn)品，速度提升10-20%。同時(shí)，依托三高一“長”優(yōu)勢，雷霆系列在實(shí)現(xiàn)亮度提升的同時(shí)，可以兼顧大幅面平面切割的需求，60kW@100μm高亮度產(chǎn)品鎧纜長度可達(dá)30m（標(biāo)準(zhǔn)版雷霆60kW支持定制鎧纜長度≥40m）。

此外，用氮?dú)馇懈畈讳P鋼，凱普林雷霆高亮度產(chǎn)品氣耗節(jié)省明顯更少，遠(yuǎn)超行業(yè)平均標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過測試（如圖所示），雷霆30kW100μm高亮度產(chǎn)品切割16-25mm中薄板不銹鋼，氣耗即可節(jié)約75%-81%；在切割30mm、50mm中厚板時(shí)，氣耗能節(jié)約50%以上。

把握激光行業(yè)高功率、高亮度、高集成三大趨勢，凱普林雷霆產(chǎn)品在關(guān)鍵指標(biāo)上均實(shí)現(xiàn)較大突破，將助力廣大用戶在鈑金加工、儲(chǔ)能電池、新基建、增材制造等領(lǐng)域做出效率和品質(zhì)，快速走出內(nèi)卷的旋渦，不斷引領(lǐng)國產(chǎn)激光技術(shù)的提升，推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

文章來源：凱普林光電

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