Новейший лазер Raycus 120 000 Вт

Развитие промышленных волоконных лазеров в последние годы идет прежде всего по пути увеличения мощности и расширения возможностей обработки толстого металла. Если еще сравнительно недавно источники мощностью 6–12 кВт считались высокопроизводительным решением для лазерной резки, сегодня Raycus предлагает серию сверхмощных лазеров, в которую входят модели на 60, 80, 100, 120 и 200 кВт. Одним из наиболее интересных решений этой линейки стал лазерный источник Raycus RFL-C120000M мощностью 120 кВт.

Это уже не просто очередное увеличение цифры в технических характеристиках. Мощность 120 000 Вт позволяет по-новому подходить к обработке толстого и сверхтолстого металлопроката, повышать производительность лазерных комплексов и решать задачи, для которых ранее приходилось использовать другие технологии обработки.

Что представляет собой Raycus RFL-C120000M

Raycus RFL-C120000M — промышленный волоконный лазер сверхвысокой мощности с номинальной выходной мощностью 120 000 Вт, или 120 кВт.

Источник работает на центральной длине волны 1080±5 нм и поддерживает как непрерывный режим генерации CW, так и модуляцию излучения. Диапазон регулирования мощности составляет 10–100%, а заявленная нестабильность выходной мощности — не более ±1,5%.

Основные характеристики Raycus RFL-C120000M:

• выходная мощность — 120 кВт;
• длина волны — 1080±5 нм;
• режим работы — CW / Modulated;
• диапазон мощности — 10–100%;
• частота модуляции — 50 Гц–2 кГц;
• оптический выход — QP24;
• диаметр сердцевины выходного волокна — 300 мкм;
• стандартная длина выходного кабеля — 20 м с возможностью индивидуальной конфигурации;
• питание — 380 В ±10%, 50/60 Гц.

Таким образом, речь идет о полноценном промышленном источнике, рассчитанном на интеграцию в высокопроизводительные технологические комплексы.

Зачем нужен лазер мощностью 120 кВт

Главная задача оборудования такого класса — работа с толстым и сверхтолстым металлом.

При увеличении мощности волоконного лазера возрастает плотность энергии, которую можно передать в зону обработки. Это дает возможность увеличивать скорость резки на соответствующих толщинах и расширять диапазон материалов, которые можно эффективно обрабатывать лазерным способом.

Но рассматривать 120 кВт только с точки зрения максимальной толщины металла было бы неправильно. Для промышленного предприятия не менее важным преимуществом становится производительность.

На тех толщинах, которые способен обрабатывать и менее мощный источник, дополнительный запас мощности при правильно подобранном технологическом процессе может использоваться для увеличения скорости обработки. Поэтому переход на сверхмощные лазеры связан не только с возможностью резать более толстые листы, но и с потенциальным сокращением времени производственного цикла.

Лазерная резка толстого металла

Одно из основных направлений применения Raycus RFL-C120000M — лазерная резка толстолистового металлопроката.

В материалах по сверхмощной серии Raycus приводятся примеры обработки нержавеющей стали толщиной 100 мм и углеродистой стали толщиной 200 мм. При этом фактическая предельная толщина и скорость резки всегда зависят не только от мощности источника, но и от конфигурации всего комплекса: режущей головы, фокусного расстояния, типа и давления вспомогательного газа, параметров станка и требований к качеству кромки.

Именно поэтому мощность 120 кВт следует рассматривать как часть технологической системы, а не как самостоятельный показатель производительности.

Для предприятий тяжелого машиностроения, металлоконструкций, энергетического оборудования, судостроения и других отраслей возможность применять лазерную технологию при работе со значительными толщинами может существенно изменить организацию раскройного производства.

Не только резка: сварка и другие технологические процессы

Потенциал источника мощностью 120 кВт не ограничивается раскроем листового металла.

Сверхмощные волоконные лазеры Raycus предназначены также для промышленной сварки толстостенных конструкций, лазерной очистки и других процессов, требующих высокой концентрации энергии. В демонстрационных материалах данной серии Raycus, в частности, показана сварка углеродистой стали толщиной 74 мм.

Высокая мощность особенно интересна там, где необходимо получить значительную глубину проплавления и обеспечить высокую производительность при работе с массивными металлическими деталями.

Поэтому подобные источники могут быть востребованы в производстве:

• крупногабаритных металлоконструкций;
• тяжелого промышленного оборудования;
• элементов энергетических установок;
• транспортного и специального машиностроения;
• судовых конструкций;
• толстостенных сварных узлов.

Что Защита от обратного излучения

Для мощного промышленного лазера одним из критически важных факторов становится защита самого источника.

При взаимодействии лазерного луча с металлом часть энергии может отражаться обратно в оптическую систему. Особенно актуальна эта проблема при обработке материалов с высокой отражающей способностью.

В сверхмощной серии Raycus применяется технология защиты от обратного излучения, задача которой — предотвращать проникновение отраженной энергии обратно в выходное волокно и снижать риск повреждения лазерного источника.

Для оборудования мощностью 120 кВт надежность подобных систем приобретает особое значение: с ростом мощности увеличиваются требования ко всему оптическому тракту, охлаждению и контролю состояния оборудования.

Новая система управления и мониторинга

Еще одно направление развития современных высокомощных лазеров — переход от простого источника излучения к оборудованию с развитой системой диагностики.

В сверхмощных источниках Raycus предусмотрен мониторинг рабочих параметров, включая контроль температуры, оптических сигналов и обратного излучения. Система управления позволяет отслеживать состояние лазера в процессе работы.

Для промышленной эксплуатации это особенно важно. На высокопроизводительной линии стоимость незапланированного простоя может значительно превышать стоимость отдельных компонентов оборудования. Постоянный контроль параметров помогает своевременно обнаруживать отклонения и повышать предсказуемость эксплуатации лазерного комплекса.

Эффективность источника мощностью 120 кВт

Рост мощности неизбежно повышает требования к энергоснабжению и охлаждению, поэтому эффективность преобразования электрической энергии в лазерное излучение становится одним из ключевых параметров.

Для сверхмощной серии Raycus заявлена электрооптическая эффективность более 40%. Производитель также применяет новое поколение волокна, модернизированные модули накачки и высокомощные объединители луча, рассчитанные на работу при экстремальных нагрузках.

На практике при выборе такого оборудования необходимо рассчитывать уже не только сам лазерный источник. Требуется комплексный анализ инфраструктуры предприятия: электроснабжения, системы охлаждения, режущей или сварочной головы, станка, системы удаления продуктов обработки и других компонентов.

120 кВт против традиционных лазерных источников

Сверхмощный волоконный лазер нельзя рассматривать как прямую замену источнику 3, 6 или 12 кВт на любом производстве.

Если предприятие преимущественно работает с тонким листовым металлом, использование 120 кВт в большинстве случаев экономически нецелесообразно. Возможности такого оборудования раскрываются на производствах, где присутствуют значительные толщины, большой объем обработки или высокие требования к производительности.

Поэтому главный вопрос при выборе источника должен звучать не «какая максимальная мощность доступна?», а «какая мощность обеспечит оптимальную производительность именно для нашей технологии?»

Для одного предприятия оптимальным решением будет источник 6 кВт, для другого — 20 или 30 кВт, а для тяжелой промышленной обработки экономически оправданным может оказаться переход на 60–120 кВт и выше.

Что меняет появление лазеров мощностью 120 кВт

Выход промышленной волоконной технологии в диапазон 100+ кВт показывает, насколько сильно изменились возможности лазерной металлообработки.

Ранее лазер в первую очередь ассоциировался с быстрым и точным раскроем тонкого и среднего листового металла. Современные сверхмощные источники постепенно расширяют область применения технологии в сторону тяжелого машиностроения и обработки сверхтолстого проката.

В результате предприятия получают возможность рассматривать лазерную обработку для задач, где еще несколько лет назад преимущество традиционно отдавалось плазменным, газокислородным и другим технологиям.

При этом конечный выбор технологии должен основываться на расчетах: необходимо учитывать толщину и марку материала, требуемое качество поверхности, объем производства, расход вспомогательных газов, энергопотребление и стоимость эксплуатации комплекса.

Raycus RFL-C120000M — новый уровень промышленной металлообработки

Raycus RFL-C120000M мощностью 120 кВт представляет новый класс оборудования для предприятий, которым возможностей традиционных волоконных источников уже недостаточно.

Основные преимущества такого решения — возможность работы с толстым металлом, высокая концентрация энергии, повышение производительности и применение источника в сложных процессах резки и сварки.

Но оборудование подобного класса требует профессионального инженерного подхода. Недостаточно установить более мощный источник на существующий станок: необходимо обеспечить совместимость лазера с оптической системой, режущей или сварочной головкой, охлаждением, электроснабжением и системой управления.