“半岛平台”可变模激光器能解决钣金切割的哪些难题？

对钣金切割成而言，激光技术早就沦为成熟期高效的生产方法，在世界各地有成千上万的切割成系统。过去的10年里，以光纤和碟片系统为代表的固态光纤耦合激光器早已沦为选用，在金属加工市场基本代替了CO2激光器。这两种方案的工作方式类似于，都是用于一个切割成头，通过同轴高压辅助气体的锥形燃烧室将激光束探讨到待加工金属上。到目前为止，常用的激光器都用于相同的光束质量，以输出功率范围广来反映切割成性能，并通过确认适合的焦斑尺寸范围来产生较好的切割成效果。

以“一个尺寸限于所有范围”为标准为等价的激光切割成系统自由选择特定的探讨光斑尺寸，用一个透镜人组来处置所有金属类型和厚度。对于一个成本低、拒绝非常简单的设备来说，这种方案可以超过很好的效果，并且针对各类金属板材都能在等价的功率下定义切割成效果。但这种方法在面临有所不同金属材料的有所不同特性时，总必须展开有所不同程度的妥协。

在用于氮气切割成不锈钢时（熔融切割成）必须较小收敛角和探讨光斑，而用于氧气切割成低碳钢时（水解反应切割成）则必须较小的收敛角和探讨光斑。如果用于上述这种“一刀切”的方法，则很难同时顾及熔融切割成和水解反应切割成的效果。对激光切割成设备制造商而言，搭配一个备有电动变焦光束系统和星型扩束系统的切割成头是一个不俗的自由选择，这能在一定程度上转变焦斑大小。

但如图1右图，只要光束质量恒定，并无法获取最佳的焦斑大小和收敛角人组，因为与大焦斑比起，小焦斑总具有更大的收敛角度。为提升熔融切割成和水解反应切割成的质量，业内必须星型光束质量的激光器。

图1：光束质量为4.5mm.mrad的激光通过芯径为100μm的光纤时焦斑大小与收敛角的关系基于这样的背景，SPI研发了一种新的激光器——星型模（variMODE）激光器，可通过掌控输入光束收敛角来掌控光束质量。而这一切都是在激光器内部已完成的，没任何外部光学系统。SPI在激光器内加装了一个?100μm的传输光纤，使得光束质量可在3.2mm.mrad（M2为9.5）至5.8mm.mrad（M2为17）内展开自由选择。

较好的光束质量5.8mm.mrad也可与标准商用切割成头的NA相匹配，保证所有的激光功率都能传输到钣金上，而会在切割成头内产生切光。从劣的光束质量到好的光束质量的转换时间一般为30ms，不足以构建在穿孔和切割成之间展开较慢转换。图2：星型模激光器的星型光斑特征不锈钢切割成在3kW切割成测试中，SPI将variMODE激光器设置为低光束质量（3.2mm.mrad）和小收敛角，与标准产品的光束质量（4.5mm.mrad）展开了较为。测试用于完全相同的切割成头以两种情况下的焦斑大小完全相同。

测试结果如图3右图，用于低光束质量的切割成速度显著慢于标准光束质量。在2mm不锈钢切割成中，低光束质量切割成速度快45％，在4mm不锈钢切割成中，低光束质量切割成速度快25％。图3：不锈钢切割成效果测试过程中，二者激光输出功率恒定维持在3kW，使用的速度都是实际可以展开生产的速度，对焦点方位和燃烧室分离出来高度变化具备较高容忍度。

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