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CTC一體化技術, 未來激光器市場的新趨勢? ——專訪凱普林光纖事業部產品總監趙巨云

老One 來源:激光制造網2023-09-28 我要評論(0 )   

近日,凱普林雷霆系列光纖激光器重磅發布,并在9月19-23日舉行的中國國際工業博覽會上憑借高集成、高功率、高亮度三大特點,成為最出眾的新品之一,展現了中國制造的創...


近日,凱普林雷霆系列光纖激光器重磅發布,并在9月19-23日舉行的中國國際工業博覽會上憑借高集成、高功率、高亮度三大特點,成為最出眾的新品之一,展現了中國制造的創新實力。


借著工博會參展之機,《激光制造網》編輯再次采訪了凱普林光纖事業部產品總監趙巨云,請他圍繞此次重磅發布的雷霆系列新品進行了深入的剖析。以下是采訪實錄:

凱普林光纖事業部產品總監趙巨云接受《激光制造網》的采訪


激光制造網:恭喜凱普林雷霆系列光纖激光器成功發布。請趙總先給我們介紹一下這次首發的新品?它們主要有哪些特點?


趙巨云:此次發布會主要發布了雷霆系列的新品,新品功率覆蓋12kW到100kW。我們凱普林為這一全系列激光器賦予了高集成、高功率、高亮度三大主要特點,能夠勝任更復雜、更多元的切割應用場景。
      

激光制造網:既然是新品,那自然有一些新的亮點,請介紹一下這些亮點,在技術上、性能上取得了哪些新的突破、新的提升?新產品新在哪兒?


趙巨云:剛才所說的三大特點和亮點是高集成、高功率、高亮度。具體來說,我們針對這款產品,推出了領先的CTC一體化技術,即芯片一體化技術。通過CTC一體化技術實現了高集成,可以將光纖激光器的關鍵部件——泵浦模塊和激光器等進行一體化設計,從而使雷霆系列12kW的新品小型化、輕量化;同時,依托CTC芯片一體化技術,我們把激光器的單模塊功率推升至6kW,支持更高功率的輸出,通過功率合束技術,最終實現了100kW的超高功率。同時,通過功率合束技術,我們對光斑的控制更加穩定和精準,以此實現更高的功率密度,實現高亮度輸出。


激光制造網:剛剛提到CTC一體化技術這個亮點,請詳細介紹一下,它的靈感來源于什么?


趙巨云:CTC技術的英文全稱是Chip to Chassis,即芯片一體化技術,通過把芯片、熱沉結構、泵浦模塊與激光器進行一體化設計,省去從芯片到泵浦模塊以及后續裝配環節,有效減輕泵源的體積和重量,實現高度的集成化。此外,CTC一體化技術還帶來了熱傳導效應的提升,以及光纖容納能力的提升、泵浦源功率的提升。


這一靈感源于飛機機翼設計制造——早期飛機的制造,機翼和油箱是分體式設計,它的功能是獨立的。隨著飛機技術的發展,對飛機的油耗、速度要求越來越高,機翼設計便將油箱和機翼合二為一,一體化油箱兼顧了結構固定和機翼承載的功能。這種技術后來被工業加工行業廣泛引用,比如汽車制造行業比較流行的一體化壓鑄技術,還有新能源汽車領域電池上的CTP、CTC的技術,都可以看到一體化技術的影子。凱普林是國內率先將CTC一體化理念引入激光器領域的企業,且實現了量產應用。過去,光纖激光器會把泵浦源和冷板集合在一起;而現在,我們把泵浦源整個取消,芯片直接和冷板結合在一起,使熱傳導效應提升,這樣可以帶來更優質的散熱效果,帶來更高的穩定性。同時更高的集成度可以為客戶帶來更小的體積,更好的裝配,以及更優質的使用體驗。   


激光制造網:請問在雷霆光學平臺這款產品上整合了哪些技術?優勢在哪?


趙巨云:雷霆光學平臺是我們依托CTC一體化的技術、密集空間排列技術實現的新技術方案。通過CTC芯片一體化技術,凱普林開發并研制了高亮度、準單模新一代雷霆光學平臺,通過功率合束技術及高功率輸出技術,突破功率上限,實現高光束質量輸出,最終實現高達100kW超高功率穩定輸出。


通過CTC一體化技術,我們把雷霆光學平臺的體積壓縮到非常小,通過密集空間排列技術把我們的功率密度提升到一個比較高的層次。在單模塊的功率下,單腔模式下,能夠實現6kW及以上的功率輸出。同時它的功率密度非常高,正常情況下,可以實現34μm輸出,M2達到2以內。我們通過三層合束的方式,實現100kW的輸出,不用像早期5層、6層的那種復雜結構,這樣使得超高功率激光器在工業應用上成為可能,而不是局限于實驗室。


激光制造網:截至今日,凱普林雷霆家族產品共有多少款產品?它們的應用市場主要面向哪些領域?請談談它們的應用優勢?


趙巨云:雷霆系列覆蓋了從12kW到100kW,中間還有20kW、30kW、40kW、60kW、80kW等幾款,這幾款產品主要針對于激光加工里面的切割應用,以及小部分的焊接應用。

隨著客戶對切割應用的效率、穩定性等要求越來越高,這就對激光器的功率和亮度提出了更高的要求,恰巧凱普林雷霆系列產品就擁有這種更高功率更高亮度的特點,使得我們在終端加工的時候,可以實現更厚板材的加工,同時這種更高的亮度也可以讓激光器在加工一些中厚板的時候,可以用更高速的模式。比如我們在切割25mm到30mm厚的時候,可以實現穩定的空氣切割,速度非常快。這樣一來終端使用效率,整機的利用度都會得到提升。同時,雷霆系列輸出的光譜也更純凈,通過對光譜的控制,可以實現拉曼抑制更高的效果。最后,我們通過降低非線性效應對激光輸出功率影響,達到更加穩定的效果。現在,雷霆系列可以實現全天的切割,保持正常功率穩定的輸出,沒有任何差異。


激光制造網:對于今天發布的雷霆系列產品,請問凱普林對于市場的期待是什么?請結合現在的市場環境談談凱普林的預期?


趙巨云:去年,凱普林推出了閃電系列光纖激光器,經過一年左右的推廣,在整個焊接行業占據了較高的市場份額。在雷霆系列新品推出之前,我們在切割領域的占比相對小一些。雷霆系列的推出就是為了在切割領域能夠給客戶帶來更多的價值,為終端客戶帶來更多改變。我們相信雷霆系列是凱普林的又一款復刻閃電系列成功的產品,希望這一系列能成為切割領域的一款利器,為終端客戶創造更多的價值。


激光制造網:最后請談談凱普林下一步的規劃?


趙巨云:凱普林一直深耕工業加工領域,閃電系列光纖激光器的推出,讓我們在焊接領域取得了不俗的成績,接下來我們希望通過雷霆系列的推出,得到市場的認可并能廣泛應用,在工業切割領域站穩腳跟,為客戶帶來更多價值。

其實,我們也關注到了一些新興的應用市場,比如在熔覆焊接領域,雷霆系列激光器也能為客戶帶來更多的價值,而不僅僅是切割應用上。事實上,我們很多終端客戶已經在使用12kW激光器來做高速的熔覆。

此外,我們30kW和40kW的高功率雷霆激光器,已經被客戶應用到焊接上。通過復合焊與MIG焊的結合,在厚板焊接上也可以帶來更好的加工效果,全新產品在船舶制造、建筑鋼構、機械加工、能源電力等重工領域的應用具有巨大的優勢。

雷霆系列光纖激光器的推出能夠為切割領域的用戶帶來嶄新的應用,在焊接和熔覆上也會給客戶帶來更多的選擇、更多的加工優勢。希望凱普林這把更鋒利的刀,給大家帶來更多的解放,為國民經濟的發展出一份力。



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