光纖激光與金屬的切割情緣

光纖激光器具有無與(yu) 倫(lun) 比的生產(chan) 率、是精度和成本效益的組合，因此主導了鈑金切割市場。2-6kW範圍的光纖激光器已成為(wei) 許多製造車間的主力，與(yu) 傳(chuan) 統切割技術如二氧化碳（CO2）激光器和等離子體(ti) 焰炬相比，它能提供更快、更精確的薄金屬切割。然而，許多光纖激光器係統被設計成僅(jin) 適用於(yu) 有限厚度範圍內(nei) 的金屬切割，特別是在此情況下，小而緊密聚焦的激光束能為(wei) 薄規格的材料提供最快的切割速度，但對於(yu) 較厚的板材，這種小光束在處理邊緣質量和最大厚度方麵存在較大的局限。或者，由於(yu) 切口較寬、較大光束可以提高厚板的邊緣質量，但對於(yu) 切割薄板則會(hui) 發生很大的速度損失。

大型製造車間可以購買(mai) 多個(ge) 光纖激光工具，其中每種工具專(zhuan) 用於(yu) 切割特定的厚度範圍：用於(yu) 輕型規格的小光束係統和用於(yu) 較厚板材的大光束係統。對於(yu) 隻倚靠一種工具來切割所有金屬的較小製造車間來說，如果被限於(yu) 某個(ge) 固定尺寸，那麽(me) 降低生產(chan) 率將會(hui) 被降低，特別是在麵對不同的作業(ye) 組合時。這些車間通常會(hui) 改變切割頭中的聚焦透鏡，以更好地優(you) 化給定作業(ye) 的激光光斑尺寸。當激光器不能進行切割時，每次改變透鏡都會(hui) 造成生產(chan) 效率的損失，並且存在汙染透鏡和切割頭的風險，這可能導致災難性的故障以及較高的維修和停機成本。

自動調整激光光斑尺寸的能力將大大擴展光纖激光器的適用性、生產(chan) 效率和工藝窗口。大多數現行方法需要自由空間光學的機動。例如，變焦切割頭、改變光纖發射條件的光纖-光纖或自由空間-光纖耦合器、或耦合到獨立加工光纖的2-4輸出光纖-光纖切換。這樣的自由空間光學方法會(hui) 顯著增加成本和複雜性，並且會(hui) 降低工具的性能和可靠性。它們(men) 對失調、汙染和環境條件（溫度、振動）敏感，造成功率依賴性（熱透鏡）、光損耗並（或）降低切換速度。變焦切割頭在頭部內(nei) 裝有電動鏡片，比標準切割頭更大、更重，從(cong) 而降低了加速性能，並對龍門和電機提出了額外的設計要求。使用這些方法的工具設計者需要將成本、性能和可靠性方麵的負擔傳(chuan) 遞給客戶（最終用戶）。

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