6萬瓦激光只是噱頭？揭秘這一爭論背后的真相

在金屬激光切割技術(shù)演進(jìn)的歷程里，CO2激光切割機(jī)受限于成本和效率，自2012年起被光纖激光切割技術(shù)以摧枯拉朽之勢快速替代。而得益于高功率高亮度泵浦源、大模場特種光纖等前沿技術(shù)突破，光纖激光器近年來掀起了萬瓦熱潮，一年一萬的迭代速度讓用戶應(yīng)接不暇。

隨著20kW、30kW高功率激光切割機(jī)的普及，用戶也逐漸嘗到了功率提升帶來的甜頭，無論是加工能力還是效率，都卓有成效。而工業(yè)加工萬瓦之路豈會(huì)止步于此，隨即2023年成為了6萬瓦光纖激光器工業(yè)應(yīng)用的起點(diǎn)。如此快的節(jié)奏不免會(huì)引來諸多質(zhì)疑，部分認(rèn)為實(shí)用性不如30kW，花費(fèi)如此高的成本提升加工厚度和效率，顯然不能被用戶所接受，更多的認(rèn)為6萬瓦只不過是個(gè)噱頭。到底是不是擺設(shè)？筆者將從應(yīng)用端為大家進(jìn)行深度剖析。

6萬瓦在經(jīng)濟(jì)效益層面實(shí)現(xiàn)降維打擊

毫無疑問，6萬瓦激光最直接的優(yōu)勢就是批量切割能力的提升， 3萬瓦碳鋼空氣批量切割厚度30mm，氧氣切割80mm，而6萬瓦激光能實(shí)現(xiàn)50mm碳鋼穩(wěn)定空氣切割以及100mm特厚碳鋼氧氣切割，具備了完全替代等離子，火焰切割的能力。6萬瓦激光切割加工覆蓋面更廣，無論是薄板切割還是厚板切割它都游刃有余，為鋼結(jié)構(gòu)、工程機(jī)械、船舶制造等高端制造領(lǐng)域帶來徹底革新。從我國制造業(yè)的發(fā)展以及對(duì)高性能材料需求的角度來看，這無疑是打開新世界大門的一把密鑰，更是厚板加工領(lǐng)域一項(xiàng)重大的技術(shù)革新。

60kW光纖激光器空氣批量切割80mm碳鋼展示

縱觀萬瓦激光的規(guī)模化量產(chǎn)應(yīng)用，6萬瓦激光切割效率有著質(zhì)的飛躍。數(shù)據(jù)顯示，功率從30kW提高到60kW，以空氣切割25mm不銹鋼和碳鋼為例，切割速度提升至300％，分別達(dá)到8m／min和7．3m／min。由此可見，6萬瓦激光進(jìn)一步提高板材加工的生產(chǎn)效率，縮短了設(shè)備投資的回本周期。

60kW光纖激光器空氣切割碳鋼

60kW光纖激光器空氣切割不銹鋼

而在激光切割應(yīng)用中，氣體消耗占加工成本比重較大，隨著材料厚度的提高，切割變慢，氣體成本也會(huì)顯著增加。而6萬瓦的應(yīng)用相較于3萬瓦，切割速度的提升意味著減少氣體消耗、降低成本，并且可以實(shí)現(xiàn)空氣切割取代氧氣切割工藝，其速度快數(shù)倍。

由于生產(chǎn)效率的大幅提升，一臺(tái)6萬瓦激光設(shè)備可取代多臺(tái)3萬瓦激光設(shè)備，人工成本和管理成本都會(huì)等比例的減少，同時(shí)可以減少廠房占地面積。6萬瓦倍數(shù)級(jí)的切割速度提升及節(jié)約成本的優(yōu)勢，將帶給用戶極大的利潤空間，從而在一定程度上掌握著市場的主導(dǎo)權(quán)。綜上所述，6萬瓦的落地真真正正地帶給用戶實(shí)際效益的，并非只是一個(gè)噱頭。

半年內(nèi)快速被市場接受，6萬瓦應(yīng)用市場的背后有何玄機(jī)？

自6萬瓦出現(xiàn)起，行業(yè)內(nèi)對(duì)其有著不同的看法，是否是激光切割機(jī)功率的天花板？筆者認(rèn)為，6萬瓦僅是超高功率工業(yè)激光應(yīng)用的初步嘗試，新的應(yīng)用技術(shù)和場景會(huì)不斷涌現(xiàn)，共同促進(jìn)激光產(chǎn)業(yè)升級(jí)和快速發(fā)展。

當(dāng)前沿激光技術(shù)不斷突破，應(yīng)用需求也將隨之顯現(xiàn)。此前的3萬瓦花費(fèi)了將近兩年的時(shí)間才在2022年實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，而6萬瓦自今年5月份落地以來，僅用半年不到的時(shí)間就已經(jīng)得到了快速應(yīng)用。透過事物現(xiàn)象看本質(zhì)，這意味著市場對(duì)超高功率激光的迫切需求，6萬瓦飛躍式的效率提升給用戶帶來了真正意義上的收益，也是其快速應(yīng)用的真正原因。

伴隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，市場需求迅速提升，推動(dòng)了萬瓦激光領(lǐng)域的節(jié)節(jié)攀升。從傳統(tǒng)替代角度來看，等離子切割工藝和火焰切割在加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵及有害氣體，嚴(yán)重影響工人的身心健康。而隨著綠色環(huán)保理念的持續(xù)深化，激光技術(shù)作為低碳環(huán)保的解決方案，逐步替代傳統(tǒng)工藝，而超高功率激光的誕生就是這一進(jìn)程最完美的催化劑。

當(dāng)超高功率激光逐步向上突破，加工效率和加工厚度不斷打破局限，這也正符合了我國作為基建大國的需求，即便在經(jīng)濟(jì)形勢嚴(yán)峻的情況下，我國推動(dòng)基礎(chǔ)建設(shè)行進(jìn)得步伐也從未停滯，因此6萬瓦功率的出現(xiàn)恰逢其會(huì)，被應(yīng)用于更高端的領(lǐng)域，這其中的利潤空間可想而知。

除此之外，船舶制造、航天航空、核電等領(lǐng)域的不斷進(jìn)步也對(duì)激光制造裝備提出了更高的需求，材料既要造的快，又要造的好，無疑超高功率激光是這一舞臺(tái)的主角。

核電作為國家電力供應(yīng)的主要清潔能源，其對(duì)設(shè)施安全性有著極高的要求，無論是反應(yīng)堆的核心零部件，還是具備重要防護(hù)作用的金屬部件，都面臨不同厚度板材需求的挑戰(zhàn)，其不僅要求材料制造精度、加工質(zhì)量、加工效率，而且需要24小時(shí)不間斷的穩(wěn)定運(yùn)行，超高功率激光的問世可不費(fèi)吹灰之力滿足這些要求，6萬瓦的突破也將更快推動(dòng)萬瓦激光在核電領(lǐng)域的應(yīng)用市場。

高功率激光產(chǎn)品差異化比拼

在萬瓦誕生之初，切割市場主要聚集在中低功率段，但隨著技術(shù)進(jìn)步和高功率的普及，萬瓦賽道成為了大家心目中的香餑餑。眾多廠商認(rèn)為功率的增加只不過是以增加單模塊功率以及模塊疊加來實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上市場上能做到超高功率光纖激光器的廠商屈指可數(shù)，由此可見，高功率的內(nèi)卷并不是誰都有這個(gè)能力，這其中考驗(yàn)的是廠商的創(chuàng)新和技術(shù)能力。

憑借核心技術(shù)優(yōu)勢和前瞻性的布局，廠商們也根據(jù)自身的技術(shù)沉淀，走出了差異化的技術(shù)路線，有助于超高功率光纖激光器快速突破。

2023年9月，凱普林基于深厚的泵浦源技術(shù)積累，首次向行業(yè)發(fā)布了CTC芯片一體化技術(shù)以及高亮度、準(zhǔn)單模新一代雷霆光學(xué)平臺(tái)。CTC（Chip to Chassis），即芯片一體化設(shè)計(jì)，通過把芯片、泵源、水冷板一體化，實(shí)現(xiàn)高集成和模塊化設(shè)計(jì)。據(jù)了解，此項(xiàng)技術(shù)早在2022年推出的閃電系列光纖激光器中就已有應(yīng)用，凱普林是首家將CTC芯片一體化技術(shù)引入激光器領(lǐng)域并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用的企業(yè)。

今年全新推出的雷霆系列，不僅融合了CTC芯片一體化技術(shù)及雷霆光學(xué)平臺(tái)，還通過功率合束技術(shù)及高功率輸出技術(shù)，突破功率上限，實(shí)現(xiàn)高光束質(zhì)量輸出，為國內(nèi)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)之路提供了助力。

早前6萬瓦激光器剛推出時(shí)，其推廣充滿曲折，市場對(duì)于功率的快速突破都持觀望態(tài)度，認(rèn)為6萬瓦只不過是噱頭，但經(jīng)過對(duì)比和切身體驗(yàn)以后，6萬瓦不管是切割能力還是切割效率，加工成本都有質(zhì)的突破，并在短短半年內(nèi)獲得市場認(rèn)可。據(jù)筆者了解，凱普林今年6萬瓦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量出貨，產(chǎn)品陸續(xù)發(fā)往全國多地。

小 結(jié)

回到本文開頭提出的問題。我們可以得出結(jié)論，6萬瓦激光切割絕不是噱頭，在突破厚板極限和切割效率上優(yōu)勢顯著，并將進(jìn)一步助推激光技術(shù)與工程機(jī)械、船舶制造、鋼結(jié)構(gòu)、壓力容器、礦山設(shè)備等更多行業(yè)進(jìn)行深度交融，從而拓展激光應(yīng)用場景。

雖然激光器作為激光裝備的核心部件，同樣需要考慮工藝質(zhì)量、加工速度等匹配問題，通過光源、光學(xué)部件、機(jī)床系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，對(duì)激光工藝的進(jìn)一步優(yōu)化，提升激光加工應(yīng)用潛力。未來，激光器將繼續(xù)走向功率提升，性能優(yōu)化的路徑，與更多的應(yīng)用場景、應(yīng)用工藝相結(jié)合，為中國激光產(chǎn)業(yè)帶來更多的可能性。

審核編輯 黃宇