寒冬破冰霜傲，万瓦新潮震天！ 就在全世界都以为万瓦激光处于休眠状态的时候，嘉泰激光与卡普林、百楚电子带来的新品昨日亮相。 大会在江苏宿迁举行，我们见证了全球首台雷霆100kw激光切割设备的揭幕仪式，也见证了50块200mm厚板材100kw的切割速度。
然而，业界对超高功率激光设备的实际效用仍持怀疑态度，但从去年不到半年的60kw供不应求，钢铁行业陆续回购超高功率激光切割机等，可见超高功率激光设备对于金属切削加工的意义绝非平凡。 雷霆100kw激光切割设备亮相后，业界也提出了很多疑问：市场真的需要10万瓦吗？ 刚刚问世的10万瓦切割机能稳定吗？ 功率爬升的极限是什么，100,000瓦的着陆意味着什么？ 带着这些问题，笔者在新闻发布会上与嘉泰激光总经理郑长河先生、凯普林光纤事业部轮值总经理赵菊云先生进行了深入交流。
市场需求与技术创新融合 10万瓦上线
事实上，对更高功率激光设备的追求一直存在疑虑，6kW被广泛使用，60kW问世后更是如此。 但它从未逃脱过一个规律，即量变带来质变。 功率越高，可以探索的应用范围就越广，可以推广的新技术也就越多。
从替代传统加工设备的角度来看，超高功率激光设备的演进一直在侵蚀等离子和火焰切割工艺的领域。 由于35万瓦的中板加工效率翻了一番，基本覆盖了厚板的加工需求，超高功率激光设备进入了等离子火焰切割工艺的部分替代期; 随后的60000瓦和80000瓦完全覆盖了厚板领域的需求，实现了等离子切割的完全替代。 如今，10万瓦的出现，直接开启了激光切割进入超厚板材领域的新时代。 未来，随着功率的不断增加，激光切割可能会迎来新的拐点。
在郑长河先生看来，为什么激光功率会越来越大？ 那是因为有市场需求，面对更复杂、更多样化的切割应用场景，超高功率激光设备可以胜任，可以高效服务于造船、建筑钢结构、机械加工、能源电力等制造切割领域，实现高性能极限制造。 以钢结构行业为例，早期采用等离子和火焰切割工艺加工时经常面临诸多问题，但近两年逐渐被激光切割所取代，说明钢结构行业对激光切割所能带来的高效率、高质量有很大的需求， 而且也从侧面体现出力量的不断上升，正在不断扩大激光切割行业的覆盖面。
雷霆100kw激光机风切50mm不锈钢板。
因此，可以说，10万瓦的到来，无疑是符合造船、重型机械、钢结构等对厚板需求量很大的行业，也突破了这些行业在超厚板领域的加工壁垒，进一步利用超厚板厂家全面替代产线设备和工艺。
雷霆100kw激光机风切80mm不锈钢板。
通过应用工艺测试，100,000瓦的风切50mm不锈钢可以轻松达到4 2m min的速度，并具有300A等离子切割的优势，加工速度仅为0 26m min。 与加工速度为2 2 m min的60,000瓦激光切割设备相比，效率也提高了一倍。 此外，100,000瓦的空气切割80mm不锈钢的速度可以达到1 8m min，空气切割100mm不锈钢的速度可以达到1m min，氧气切割200m碳钢的速度可以达到0 35m min。 除了提高加工效率和加工厚度外，10万瓦激光切割板材的利用率也得到了提高，大大降低了厂家一年内产生的损失成本。
雷霆100kw激光机氧气切割200mm碳钢板。
强强联手，推动产业链深度融合
说到激光切割打破超厚板领域加工壁垒，取代传统工艺的契机，不得不提国内超高功率的核心代表企业——卡普林光电。 面对国外昂贵的泵源，他们敏锐地意识到泵源国产化的机遇，率先向市场推出10W泵浦源，随后在2014年推出200W泵源，有力支撑了国产千瓦激光器在切割和焊接领域挑战进口产品。
到了2017年，国内光纤激光器市场进入快速增长期，应用场景不断扩大，进口替代不断深化。 为了把握市场发展的新机遇，基于十余年的半导体激光器经验积累，凯银林开始向下游产品领域拓展，成立了光纤事业部。 2018年，我们成功向市场推出了1500W光纤激光器和1000W高功率半导体激光器系统。 随后，当2019年万瓦光纤激光器起飞时，卡普林也推出了自己的大功率产品，并继续巩固低功率产品技术。 当时，国产10000瓦激光器应用于工业市场，3000W以下的国产激光器已经能够与进口光源竞争。
2020年，开普林创新性地将偏振光束组合和密集排列的理论应用于泵浦源，显著提升了光纤激光器的功率密度和集成度，成功将660W泵浦源推向市场，并于同年制定了闪电系列的研发计划。 经过一年的实战和反复测试，Kaplin 于 2022 年正式向市场推出了闪电系列光纤激光器。 同时，Kaplin 仍在不遗余力地不断迭代和升级这项技术，并将在 2023 年推出 Thunder 系列光纤激光器。
Caplin Thunder 100kw光纤激光器。
对于与卡普林光电和百楚电子的合作，郑长河先生表示：“我们看到了凯普林不断完善光纤激光技术的发展战略，也看到了百楚电子在激光加工头和控制系统领域的领先地位。 此次三方合作具有划时代意义，标志着激光切割技术迈上了新的高峰。 全球首台100kw激光切割设备被命名为雷霆，这也意味着10万瓦的出现将为行业注入一股强大的力量，以雷霆震撼市场。 ”
正如郑先生所说，多年来，Kaplin在超高功率光纤激光器领域取得了巨大的成就。 2023年，开普林闪电系列激光器出货量超过5万台，雷霆系列2万瓦和4万瓦成为主要出货量，其中6万瓦分批出货，8万瓦分批定制。 如今，在嘉泰激光和博中电子的支持下，未来的雷霆10万瓦光纤激光器也将迎来高光时刻。
凯普林光纤事业部轮值总经理赵菊云表示：“更高功率的光纤激光器为工业加工领域的终端客户创造了更多的价值。 随着万瓦激光技术的兴起，JTM激光作为高端制造本土化集成商的领军企业，在万瓦以上的工业加工领域成功研发了多种新工艺，为整个行业的激光应用开辟了更多可能。 而博中电子在激光加工头和工业控制系统领域也带来了革命性的进步。 此次三方合作共同致力于更高功率激光器在加工领域的应用，提高钣金加工的厚度和效率，为工业加工领域赋予更多价值。 我们坚信，此次发布将使激光器在工业加工领域达到10万瓦水平，引领行业迈向更高的高峰，为整个行业注入更多动力。 ”
如何克服10万瓦激光器的问题，保证稳定性？
对于10万瓦的激光加工设备，用户最关心的应该是稳定性问题。 核心困难之一是激光。 为了实现10万瓦激光器的稳定光输出，在激光输出、激光模组、亮度控制、模式控制等方面要下更多的功夫，输出功率比6万瓦要高出近一倍，这也给各种输出头、气体传输和光模块带来了更多的考验。
试验范围首先为工艺中常用的20 60mm中厚板，碳钢和不锈钢进行全程测试，用于风切、氧切割、负焦切割等，也对200mm碳钢和不锈钢的加工试验进行全面测试。 数据显示，无论是中型还是重型板材，10万瓦激光器都能实现稳定加工。
Kaplin 之所以能够实现 100,000 瓦激光器的稳定光输出，是因为它实现了高集成度的特性，这是通过最新的 CTC 芯片集成技术实现的，整体空间节省了从芯片到泵浦模块以及后续组装环节的整个结构，同时延续了 lightning 系列的小型化和轻量化设计理念， 使12个60kW多重大功率产品在集成化方面保持行业领先地位;其次，在高功率方面，Kaplin 采用新一代 Thunder 光平台、功率光束组合技术和超高功率输出技术，实现高光束质量和稳定输出，保证 60kW 批量交付，最大功率支持 100kW 及以上功率输出。 在高亮度方面，Kaplin 通过自主研发的极简光腔设计方案，结合飞秒网格和特殊光纤设计等核心技术，提供 12 台 60kW 高亮度激光器解决方案。 同时，面对大功率应用场景的痛点，通过自主研发的光纤设计、飞秒网格、有源和无源铠装电缆传输散热等核心技术，解决了大功率、高亮度光纤激光器带来的非线性问题，创造性地实现了20kw 100m和40kw 50m等超长铠装电缆。
激光加工应该如何应对10万瓦制造业的拐点？
回到本文最初的问题，真的有必要追求更高的权力吗，权力真的没有极限吗？ 赵菊云老师也给出了非常全面的回答：
100,000瓦激光切割设备的落地意味着未来更高功率激光器的出现是必然的事实，而100,000瓦绝不是光纤激光器的终结。 随着激光功率的不断提高，相应的加工工艺也会得到优化和完善，这也将在应用层面带来更大的优势。
当然，在加电的过程中，我们仍然需要面对电力供应、供气等挑战。 以此次发布的10万瓦激光器为例，其对整机的制冷和供电要求已经达到了极高的标准，如果继续改进，确实会面临一些局限性，这将影响实际的加工应用。 然而，对于大型加工中心或钣金加工中心，仍然需要更高功率的激光器。 一旦加工效率全面提高，制冷和电力消耗的挑战也将得到克服。 未来，我们将进一步优化10万瓦激光器的能耗、亮度、电缆长度等参数，以提高加工效率和加工便利性。 除了超高功率切割，卡普林也在不断优化产品布局，已经涉足复合焊接、新能源焊接和增材制造，这也将为凯普林接下来的成长提供充足的动力和空间。
总结
面对未来不断扩大的高端激光切割设备的强劲需求，任何企业都很难在市场上单打独斗，推动产业链自主创新和深度协同是必须的。 通过强强联合，将进一步加速激光切割设备的国产化替代。 未来，卡普林将继续携手佳泰激光、百初电子，推动激光切割技术的跨越式发展，共同开启数字化、智能化工业制造的新篇章。