第十二屆金屬加工行業——榮格技術創新獎獲獎產品報道（Ⅲ）

功能部件（含激光器）

貳陸 BIMO-FSC高功率光纖激光切割頭

貳陸Highyag推出的BIMO-FSC高功率光纖激光切割頭，最高可承受功率可達8kW，有電動控制焦點位置和光斑大小兩種配置可以選擇，產品具有緊湊的結構，模塊化設計，從而使貳陸Highyag 能夠為客戶提供寬范圍的切割解決方案?？煽康慕Y構和靈巧的設計能夠適用多種材料和厚度切割，為終端客戶在方便性和高效切割方面有優秀的表現。產品具有以下特性：

● 體積緊湊，模塊化設計，適用于平板切割的各種應用；

● 大范圍的簡便調整功能和明確的焦點位置指示；

● 直線型和90 度轉角結構均可實現；

● 最大40mm 焦點調節范圍；

● 客戶可以有1.2-3.2倍連續放大倍率的選擇來獲得不同直徑光斑；

● 6kW及以下激光功率無需水冷；

● 保護窗快速更換；

● 可選的高度傳感器模塊及保護鏡污染監控模塊。

開發背景：

激光技術在國內市場的運用已經日益明顯，特別是最近幾年。據相關部門統計，目前二維和三維激光切割機加工占激光應用的65%，激光焊接占20%左右激光打孔、打標占10%以下，其它應用占5%左右。我國已有越來越多的用戶看認識到激光加工的獨特高效性能，在汽車制造業、航空航天領域、開關行業、機車制造和金屬材料加工行業激光切割機都得到了普及性的運用。

隨著大功率激光器光束質量的不斷提高激光切割機的加工對象范圍大幅擴大，幾乎包含了當今所有的金屬和非金屬材料，適用行業也幾乎覆蓋了全球所有的加工制造生產行業，可以說，只要激光技術的研究開發能夠快速轉化為應用，激光加工的應用前景一片大好，且不可限量。

創新點：

● 利用貳陸Highyag 本身的技術優勢，如高功率透鏡光學及冷卻設計。采用高純度熔融石英材料進行光學系統設計，可實現6kW一下無水冷切割。

● 采用非球面光學設計，實現光纖最佳匹配，準直光斑最佳，聚焦光斑尺寸小，能量集中度高，有效地提高了切割頭的切割速度。

● 高密封性機械結構設計，保證內部鏡片長時間使用壽命。

● 采用模塊化設計，實現易耗品零部件的靈活維護。

貳陸紅外激光（蘇州）有限公司

電話：+86-512-6761 9295

網址：www.ii-vi.com.cn

凱普林 9XXnm/210W 高功率半導體激光器

NewBeamTM系列915nm高功率半導體激光器產品在全新的光學平臺上實現了≥ 210W@135μm/0.22NA的功率輸出。產品利用全新的光學耦合設計，將多支單管通過專利設計的光學結構進行空間和偏振合束，高效耦合入135μm/0.22NA光纖，實現了≥ 210W的穩定光功率輸出。該產品還可提供內置熱敏電阻，方便用戶使用時精確控溫。此外，NewBeamTM 系列產品體積小，結構緊湊，十分適用于小型化光纖激光器的泵浦。這款210W級915nm/135μm/0.22N.A. 光纖輸出的穩波長泵浦產品能為高功率光纖激光器用戶提供更高效的泵浦、實現更高的光功率輸出。

開發背景：

隨著光纖激光器的應用越來越廣泛，未來對≥ 2kW級功率光纖激光器的需求明顯增加，這就對作為泵浦源的半導體激光器的輸出提出了更高的要求，要求半導體激光器向更高功率、更高亮度、更高性價比方向發展。目前在實現kW 級別的高功率光纖激光器一般選擇200W@200μm 量級或者140-150W@105μm量級的產品作為泵浦源，但是這兩款產品配合在kW 級光纖激光器上，或者亮度不夠或者性價比不夠高。為了實現更高功率同時又保證性價比，凱普林開發了NewBeamTM系列915nm 210W高功率半導體激光器，能夠為高功率光纖激光器提供更理想的泵浦源。

創新點：

利用全新的光學耦合設計平臺，同時將多只管芯同時以超高耦合效率耦合進入135μm，0.22NA芯徑光纖中并且保證產品可以穩定可靠的工作是改進創新的關鍵。如何實現高功率的耦合效率，如何設計光纖結構保證可靠性，如何保證產品設計適于批量生產都是技術難點。

北京凱普林光電科技股份有限公司

電話：+86-10-8368 1053

網址：www.bwt-bj.com

英諾 AOFemto 工業級飛秒激光器

AOFemto系列激光器采用了自主研發的混合主振蕩半導體泵浦固體功率放大技術，目前AOFemto系列激光器可穩定輸出功率20W紅外和10W綠光。基于成熟可靠的英諾激光AONano系列激光器產品生產線，AOFemto系列激光器采用了同樣的高品質部件和配件，并且其緊湊型的產品設計極易整合于激光加工設備中，提供了可靠、穩定的優質光源，非常適合用于24/7大規模生產環境。

由于擁有卓越的光束質量和穩定的高輸出功率，AOFemto系列工業級固體飛秒激光器幾乎可以加工所有材料而不留下任何熱損傷或留下非常少的熱損傷。而這樣高質量要求的材料加工在以前是不可能采用激光的。正因為擁有如此革命性的加工優勢，AOFemto廣泛適用于汽車工業、醫療設備生產、消費電子業、工業激光加工、半導體，以及生物醫療和國防等行業。

目前這種獨特的材料加工已經對汽車工業產生了重大影響，AOFemto系列激光器已被用于處理高端噴油嘴的缸內噴氣（GDi）模組加工。由于GDi模組能夠極大地提高引擎效率的同時，還能有效地增加經濟效益和減少有害物質排放，所以目前幾乎所有新生產的汽車都裝配這種噴油嘴模組。

在消費電子行業方面，特別是AMOLED和OLED顯示上，AOFemto系列激光器已經廣泛被用作制造精細的金屬掩膜（FFM），而這種金屬掩膜是將RGB和電極材料沉淀在低分子有機電致發光顯示器上。目前FFM制作工藝是用光刻腐蝕法，不僅制造時間長，還造成掩膜表面留下嚴重的錐度，使得顯示器失真。用AOFemto系列激光器則可以完美解決這個難題，如今，生產商可以利用AOFemto去制造錐度極小的FMM掩膜，而更重要的是，激光制造可以省去光刻腐蝕所需的光學掩膜。

開發背景：

飛秒激光市場在過去幾年有了長足的增長，同時也被預測在未來的3至5年內有飛躍性的爆發。然而，這一樂觀的發展態勢，依賴于飛秒激光器高額的采購成本和運營成本的下降。英諾激光視此為一個機會，借助于久經納秒級激光器市場苛刻考驗的成熟可靠激光器生產元器件、模組以及穩定緊湊的平臺化、模塊化激光器設計，經過不斷檢驗測試，最終研制出行業領先、穩定和突出性價比的工業級飛秒激光器。

創新點：

飛秒激光及其特性讓產品在新型材料和新型設計上的開發擁有無限可能。AOFemto系列激光器能提供給客戶更具性價比的飛秒激光解決方案，讓他們進一步提高設備的設計和性能，從而使得終端客戶擁有更好的體驗，并且還能減少使用危害環境的有毒化學制造。

英諾激光科技股份有限公司

電話：+86-755-8635 0999

網址：www.inno-laser.com

阿帕奇 D50擺動焊接頭

D50 wobble擺動焊接頭是IPG Photonics推出的用于焊接的激光加工頭。其可承受的功率達到業內領先的12kW，具有多重參數選擇，其附帶污染實時監測功能（焊接頭報警模塊），支持攝像頭選項和焦距微調功能，同時兼容多種準直鏡及聚焦鏡，機身設計輕巧。此外，用戶還可以根據自身的需要，選配風刀、氣體輔助裝置/金屬蒸汽抑制裝置、同軸噴嘴等，并可選配焊縫跟蹤模塊，以達到更好的焊接效果。

創新點：

●相比普通的激光焊接，具有更好的焊縫成形性和焊接質量；

●其具有的螺旋線式加寬了焊縫，就意味著降低了焊縫預制條件——采用擺動焊接可實現間隙較大情況下焊接時的搭橋，從而降低了對前道下料工序的要求，也就降低了下料投入的成本；

●正8字、倒8字（∞）、環形、線性等的多種擺動波形，以及可調節的擺動振幅與頻率，有效滿足了不同的焊接要求；

● 它與IPG Weld焊接軟件的高效協同，實現了各種焊縫形狀，靈活滿足了各種焊接的要求；

●它焊接鋁材時有效抑制了氣孔產生，提高焊縫質量，因此是鋁合金焊接的理想選擇；

●能夠焊接異種材料。

阿帕奇（北京）光纖激光技術有限公司

電話：+86-10-5058 6577-5515

電郵：rosemarywang@ipgbeijing.com

嘉強 自動調焦激光切割頭

BM110系列是于2016年推出的一款自動調焦的光纖切割頭。該產品外置電機內置驅動單元，通過線性機構驅動聚焦鏡在22mm范圍內自動變更位置，使用者可以通過程序設定連續調焦，完成厚板的快速穿孔和自動切割不同厚度、材料的板材。該產品可搭載D30的復合透鏡組對光束進行整合，多元化的接口設置，使之能夠搭配各種光纖激光器。同時，優化了光學設計，水冷的設計使得激光頭可以在高功率下長時間持續穩定地工作。

開發背景：

激光切割的高精度以及優秀的切割效果是和激光切割頭焦點的控制不可分割的，尤其是在切割不同材料及不同厚度的板材時，更是需要進行精確的調焦。在現今市面上，絕大多數的激光切割頭調焦的主要方式是依靠人工手動來完成的。而與傳統的調焦方式不同，BM110具備了自動調焦的功能。

目前市場上的激光切割頭大多都是不可調整焦距或者需要手動調整焦距，這樣的激光頭需要事先調整焦距，在做切割等工藝，只適合切割較為平滑的鈑金材料，然而如果鈑金材料高低不平，激光頭則會因為無法對準焦距而產生位置偏移、切不透、毛刺嚴重、牽引線偏移大等等。因此嘉強（EMPOWER）集合機電單元，解決了這一大障礙。

創新點：

BM110是通過采用一個電機驅動聚焦鏡作上下運動來實現自動調焦的。只要在數控設備上設置數值，機器就可自動將焦點快速調整到最合適的位置。這大大提高了激光切割的加工效率，用戶可以通過程序設定連續調焦，完成厚板的快速穿孔和自動切割不同厚度、材料的板材。搭配3kW光纖激光器切割20mm 碳鋼板預穿孔時間保守估計小于8s，而工藝精湛的最快可達到3s ！

上海嘉強自動化技術有限公司

電話：+86-21-6760 1510

網址：www.empower.cn

金先鋒 光束質量分析儀

Beam Watch是目前唯一的非接觸式高功率激光光束分析儀，利用顛覆性技術來測量高功率金屬加工激光的光束特性，為更精準的加工提供了保證。它無需阻截激光光束，可以提供實時測量?？梢悦棵腌姕y量多次激光光束聚焦位置，焦點大小，由此可以直觀測量出大功率激光器開啟時刻激光的光束特性。

該技術具備：

●實時測量激光光斑大?。?br/>
●非接觸式，激光光束完全通過；

●激光器啟動狀態下測量焦平面位置及大??；

●功率范圍：1kW-沒有上限（目前為止，我們已經測量到120kW）；

●自動化系統集成接口設計；

●本地網絡GigE相機接口設計；

●專利技術。

開發背景：

隨著激光在工業加工中的應用越來越廣泛，用戶對激光器的要求也越來越高。為了得到更精確的加工指標，用戶希望對激光器的認知也越來越全面。過去我們只需要了解激光器能否對金屬進行焊接、切割、打標等就可以了。而現在，對參數的要求越來越嚴格。所以，準確檢測激光器參數成為了工業加工用戶的必要要求。

激光器主要有功率/能量，光斑大小，光束質量M2，焦點穩定性等參數。過去都是使用接觸式測量方法，也就是激光直接照射在測量儀器上，然后得出需要的技術參數。隨著激光器的功率越來越大，直接照射在測量儀器上的測量方法已經無法適應工業加工的要求。主要原因是激光器功率太高，測量儀器需要大幅度衰減激光能量，這樣已經沒辦法得到實時的準確數據了。因此，非接觸式高功率激光光束分析儀Beam Watch應運而生。它具有專利技術，不需要直接接觸激光，就可以實時測量出激光參數。因此收到了廣大客戶的好評。

創新點：

傳統的測量方式都是由激光直接照射在檢測儀器上，然后來測量激光的參數。但是隨著激光功率越來越高，普通檢測儀器已經承受不了激光功率，非常容易損壞。所以，非接觸式激光測量儀器已經是非常必要的了。

那么，如何對激光進行非接觸式測量呢？這是一個非常難的事情。眾所周知，激光本身沒有實體，所以必須要有一個載體才能測量。我們利用高功率激光本身遇到高密度氣體會產生散射的原理，給Beam Watch充高密度氮氣。當激光照射到氮氣上產生散射后，用相機來拍攝并進行分析，最終得出激光參數。由于激光并沒有接觸到實體，所以對激光功率沒有限制，可以測量非常高的激光。

北京金先鋒科技有限公司

電話：+86-10-6263 4840

網址：www.teo.com.cn