增加功率很容易，但这对外围设备有什么影响，
光束传输、切割气体传输和自动化？
使用激光切割金属，尤其是金属板或管材，继续显示其价值。市场正由较新的固态光纤激光器主导，而不是其 CO2 气体激光器。纤维在易于操作、包装和效率方面的优势显而易见。
Amada 的 ENSIS 自动化光纤激光机系列的功率高达 9 kW并具有自动光束调整功能，可实现连续加工在不改变透镜的情况下从薄到厚的材料。
新的更高功率、更快的激光器正在对市场产生重大影响。位于加利福尼亚州布埃纳帕克的 Amada America Inc. 激光部门产品经理 Dustin Diehl 指出，速度是人们通常希望获得更高功率的激光器，尤其是厚度低于 1 英寸（25.4 毫米）的激光器。“我们切割四分之一英寸低碳钢的速度比几年前快三到四倍，当时二氧化碳排放量还很低一个首选的工具，”他说。
Diehl 提出的另一点是，更高功率的机器可以让您一次购买就可以更换多台机器。“我们看到客户用更少的更高功率替换旧的、功率较低的系统系统和重新获得占地面积，有时 [用一个 ] 替换三到四个老一代系统，”他说。
他特别注意这些更高功率的系统可以消耗多少辅助气体，发表评论由本文采访的其他人表示。虽然更高的功率确实允许使用氮气，消除了对氧化物的担忧，但纯氮气仍然需要购买，而且价格昂贵。
“已经有很多发展在 Amada in 喷嘴技术，以及混合不同类型的切割气体，”他解释道。据 Diehl 称，他们的喷嘴将少量氧气与氮气混合，降低了所需的氮气量，提高了切割速度，同时保持了边缘质量。 “气体混合和喷嘴的进步有助于降低这些成本。”
更快的激光，更快的自动化
Diehl 还观察到更快的切割速度会影响整个系统，包括下游自动化. “当一台机器的工作量增加三到四倍时，就会在折弯操作等方面造成瓶颈，而我们 Amada 也已经采用机器人折弯解决方案来适应这种情况，”他说。
ASTES4 premium 分拣解决方案有四个拾取臂，因此一次可以取出四个零件ce 在激光切割之后。另一个主要趋势是光纤激光器的易用性给激光切割金属的艺术和科学带来了好处。无论是通过光缆传输还是现在使用触摸屏和图标操作的 CNC 控制的总体趋势，都意味着操作员无需像今天那样熟练即可进行复杂的激光切割操作。 “全是触摸屏；操作员查看不同的窗口，他们可以增强、缩放、旋转、旋转零件以获得不同的外观，”Diehl 说。 “它已经取得了长足的进步。”
一个很好的例子是 Amada 的 ENSIS 自动化光纤激光机系列，功率高达 9 kW。它还具有自动光束调节功能，可以在不更换透镜的情况下连续加工从薄到厚的材料。
当客户使用高功率来加快切割速度时，他同意现在的问题是拥有自动化系统可以跟上更高的速度。 “那些不投入自动化，他们几乎无法获得吞吐量。他们就是跟不上机器，”伊利诺斯州埃尔克格罗夫村 MC 机械系统公司的全国产品专家 Jeff Hahn 说。
认识到自动化的持续重要性，三菱电机公司（ MC Machinery 的母公司）于 2018 年收购了瑞士自动化专家 ASTES4。“他们专门从事板材自动化的零件移除 [和分类]，我们今年将展示这一点，”Hahn 说。 “即使采用自动化，我们的客户也面临着对零件进行分类的挑战。当你购买一台高速机器时，即使是高速物料搬运，仍然需要有人亲自检查、整理和去除零件。”
这开始造成瓶颈， ASTES4 开发的最新 MC Machinery 自动化系统旨在缓解这一问题。这是一个带有四个拾取臂的分拣系统，因此它可以一次删除四个部分。 “虽然该系统一次可以拾取四个零件，但我们仍然可以在机器上进行切割，然后将板材传送到传送带上，”他说。将需要分拣和取消嵌套的部件发送到传送带下方会在整个系统中创建多个取消嵌套点。
随着客户响应需要大规模定制的市场，批量大小也越来越小。随着批量变小，规划过程开始成为瓶颈。 “所以，我们也在将其自动化，”他说。这导致了编程需要更智能的普遍观念。 “我们的切割规划软件有一个称为 M-cut 的功能，可以在不关闭光束的情况下切割网格图案，”他说，但它仅限于 16 规格厚度或更小。
该公司的Advance 800 系列 EX-F 光纤激光器是这些趋势如何结合的一个很好的例子。它是三菱的标准配置据该公司称，它是一体式变焦头，它使用光束模式操纵自动处理各种材料，无需任何设置。
高功率并发症
如前所述在上面关于自动化的讨论中，更高的功率和更高的速度会给零件生产带来问题。激光用户需要了解远高于 6 kW（在某些情况下高达 12 kW）的光纤激光器如何运行以及如何有效地使用它们。
“在[美国]，我们看到我们的许多客户北卡罗来纳州夏洛特的 Murata Machinery USA Inc. 制造北美销售经理 Jeff Tyl 说，“我们提供 2.5、4、6 和现在 8 kW 的机器，”他说。 “而且，我们正在测试 10 和 12 kW 的机器。”
Tyl 认为更高的功率是件好事吗？ “这取决于。当有人询问 6 kW 或更高功率时，我总是问他们在切割什么，”他回答道。理想情况下，高瓦数意味着高速度。但他指出，高功率在更薄的规格中提供更多的速度优势，尤其是厚度为 0.25-0.75 英寸（6.35-19 毫米）。
固态激光器相对于 CO2 的一个明显优势是能够沿着光缆传输光束。（另一个是它们能够切割反射性更强的材料。）村田机械提供不同直径的光缆，包括更小的 50 和 80 µm 直径以及更标准的 100 µm。50 µm 直径光缆提供高达 2.5 kW、80 µm 至 6 kW 和 100 µm 高于 6 kW 的激光器。根据 Tyl 的说法，光束越小，切割性能越好。“例如，我们在 2.5 kW 下的 50 µm 光束将优于6 kW 时 100 µm，在 0.25 英寸（6.35 毫米）或更小的任何 [材料] 中，”他说。
外围设备问题
切割比功率更重要.其他考虑因素包括切割头、输送辅助气体的喷嘴、移动切割机的驱动器切割头和除尘器。 “它们都有很大的不同，”蒂尔说。 “要考虑的最重要的事情之一是除尘器。更高的功率意味着产生更多的潜在易燃物质，如果尺寸过小，激光器的效率会受到影响。”
这部分的所有组件都是在Trumpf的固态激光器上生产的。整个零件是用一个切割头切割的。更高功率的效率是否有限制？也许。 “我倾向于认为 8 kW 是目前的神奇数字。在成本和削减方面，收益递减，”Tyl 说。
“人们寻求的不一定是更高的功率，而是更快、更便宜的部件，”Brett Thompson 说， Trumpf Inc 销售工程师-TruLaser., 康涅狄格州法明顿。“权力问题只是其中的副产品。”他还指出，高达 6 kW 的功率仍然是畅销产品。
Trumpf 生产多种固态激光器格式，包括光纤、棒和盘。对于 2D 平面切割，Trumpf 使用圆盘格式以实现其稳健性和稳定性。 “碟片激光器的独特之处在于能够在激光器的整个使用寿命期间将一致性保持在其原始激光功率的百分之一以内；你今天买了一台 10 kW TruDisk 激光器，五年后它仍然是一台 10 kW TruDisk 激光器，”Thompson 说。 “这是磁盘架构的主要优势。没有持续的动力损失会阻碍切割过程。”
还有其他加工技术可以帮助提高切割效率。 Thompson 特别提到通快的两项创新是该公司的 BrightLine 光纤和高速 ECO 技术。
BrightLine 光纤允许用户切换h 通过同轴光缆测量光束尺寸和光束模式。 Thompson 解释说：“我们可以在 100 µm 纤芯或 400 µm 纤芯中传输光束，从而提供更大的光束直径范围。”
起初，这似乎令人困惑。更细的光束意味着更高的能量密度，因此切口更细，切割速度更快。 “随着材料变厚，更细的光束成为一个问题，”汤普森解释道。 “相对于厚度的切割速度变得如此之快，以至于有必要通过切口推动大量气体以喷射熔体。在某一点上，质量、速度和一致性会受到影响。这就是为什么 400 µm 纤芯产生的更大光束对于较厚的材料很重要。”
据该公司称，BrightLine 光纤可用于切割所有类型的材料，从而提高工艺稳定性和零件质量和材料厚度容量，从低碳钢到不锈钢，以及厚度为 0.040-1.00"（1-25.4 毫米）。
通快的 Highspeed Eco 喷嘴旨在减少切割气体消耗。 Trumpf 设计了一种带有灵活安装套筒的喷嘴。大多数喷嘴位于切割表面上方，允许一些辅助气体在喷嘴周围流动并进入切口。据该公司称，Eco 喷嘴的套筒将辅助气体完全引入切口，可将辅助气体消耗量降低多达 70%，同时将边缘质量和速度提高多达 100%。
氮气，更好的切割
虽然用户在适应更高功率激光器方面可能面临一些挑战，但这种趋势显然仍在继续，而且一些人甚至看到了更快的采用速度。 “这是一场竞赛，”密歇根州诺维市 BLM Group USA 平板激光业务开发经理 Dave Cotton 说。导致新的和改进的好处在无熔渣切割、更好的边缘质量和更高的切割速度。高功率光纤的优势还在于它能够切割超过 1 英寸（25.4 毫米）的铝和不锈钢。”
BLM Group 的 LS5 激光切纸机主动喷嘴更换功能有助于提高切割效果性能。除使用氧气切割低碳钢外，这种产量优势得到了全面提升。根据 Cotton 的说法，目前在生产环境中切割低碳钢的最大长度为 1"（25.4 毫米）。 Cotton 表示，由于低碳钢的分子结构，使用氧气时，速度输出不会增加到 6 kW 以上。使用氧气的第二个缺点是它会氧化切口表面。如果切割部分需要喷漆或焊接，则必须去除氧化层，这是一笔费用
“氮气是首选的切割方法，因为它是惰性的——这是一种冷切割工艺，”他解释道。 “更高功率的激光器意味着 [使用氮气] 切割相同的厚度但没有氧化表面。它可以直接从机器上进行焊接或粉末喷涂。”
氧气是一种热促进剂，热量提供额外的能量。 Cotton 表示，氮气作为冷切材料需要额外的功率和气流。使用氧气切割 1 英寸（25.4 毫米）低碳钢意味着至少使用 5 千瓦激光。使用氮气和 5 千瓦激光将厚度限制为 5/16 英寸（7.9 毫米）。 “这是一个很大的不同，”他说。这就是为什么在使用氮气切割时更高的瓦数变得很重要。
外围设备的贡献
Cotton 还同意，所有外围设备（例如气体和光束传输、喷嘴和自动化）都有助于更快、更快速地进行切割更便宜的切割以及更好的质量削减。例如，BLM Group 的 LS5 Flat Sheet Laser 和 LC5 Combo 机器目前的功率高达 8 kW。固态光纤激光器使其适用于切割反光材料（铜、黄铜、铝和不锈钢）以及低碳钢和镀锌钢。
随着用于减少气流的新型切割喷嘴的开发和改进的边缘质量，用户必须监控喷嘴质量。 2018 年，BLM 在其 LS5 产品线中引入了自动喷嘴监控和更换功能。该功能通过摄像头自动监控切割喷嘴的磨损情况，并根据控制器内设置的条件从 18 个可用喷嘴中进行更换。此功能对于保持一致的边缘质量和运行无人值守（熄灯）操作的能力至关重要。
激光作为机床
激光的其他进步之一 - 3D 切割 -需要不同的方法，accordi致 Carl Bryant，伊利诺伊州阿灵顿高地 Prima Power 北美公司的销售和营销经理。三维激光切割成型零件，例如用于车身结构的冲压汽车零件。 “在 3D 世界中，我们很少超过 4 kW，但我们正在尝试 6 kW，我们看到了一些优势，”Bryant 说，这与他看到 10 kW 正在成为标准的平板世界不同。
Prima Power North America 提供 2D 和 3D 激光切割机。正如 Bryant 自己指出的那样，它们有很多相似之处，包括使用高速直线电机来移动切割头。 “每个人都想走得快，”他说。 “当引入光纤激光器等固态激光器时，我们突然不得不重新发明机床，因为现在机床是流程的节奏项目。”那时线性电机进入画面，为那些运动平台提供高动态以匹配激光的速度。
与 2D 的一个区别是 3D 使用压力更高的辅助气体，Prima Power North America 主要使用 15 至 16 巴的空气。 “一些 [3D] 客户使用氮气，但价格溢价，”他说。输送这种气体的喷嘴也必须进化。 “在 3D 世界中，喷嘴头是消耗品。它们的价格约为 4.00 美元，操作员会在 24 小时内更换两到三次，”他说。
这反映了激光切割机在科比职业生涯中的发展，如今已成为一种成熟的商品。一个很好的例子是 Prima Power North America 的 Laser Next 系列激光切割机，这些激光切割机专为不同工业领域的冲压金属零件制造商设计，包括加工车间、冲压车间、航空航天、农业和汽车。 Laser Next 是一台由操作员操作的机器，他们几乎不需要了解激光器的工作原理。 “对我们的客户来说，操作员就是装载零件并按下按钮的人，”he 说。
