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来了!温州首个国际首台(套) “光”到之处,“削铁如泥”

文章来源 : 中国工业新闻
2022年01月29日 08:49

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  浙江新闻客户端记者126日从省经信厅获悉,奔腾激光(温州)有限公司等省内3家企业产品获2021年度省国际首台(套)装备认定。

  近日,记者实地探访奔腾激光(温州)有限公司,揭开这项温州首个国际首台(套)装备的神秘面纱——“光”到之处,“削铁如泥”。

  

  身似一台公交车,长17米、宽4米、高2.6米。打开机器门板,机床上铺了一层锋利无比的铁齿条,锋利的它能耐受700℃高温。这就是奔腾激光(温州)有限公司的硬核产品——3万瓦高速高精超厚板智能激光切割成套装备,航空工业、工程机械、国防工业、船舶工业、大型钢结构等国家重大工程少不了它。

  “它‘光’到之处,‘削铁如泥’。”看着记者一脸懵,奔腾激光终检部负责人吴欣,将一块20毫米厚的钢板,平放进去,通过电脑程序设定好切割尺寸并按下启动键。透过机身透明视窗,记者看到,激光与钢板相逢瞬间,便发出耀眼光束,钢板随即整齐断开,一眨眼工夫,手掌大小的外形切割已经完成。随后,切割头开始精雕细琢,进行复杂的钻孔等切割任务。1分钟后,原本平整的钢板变得凹凸有致,用手抚摸切割面,平滑不割手。

  

  “这样的切割加钻孔任务,在传统作业中至少需要经过等离子切割、铣床、钻床等三道工序,花费时间至少在50分钟以上。改用激光切割设备只需1分钟,还能节省人力成本,减少污染。”吴欣说。

  看着它的惊艳表现,公司创始人吴让大像看着长大成材的孩子一样,无比自豪。“你知道吗?它源于我们一个艰难的决定。”他说。

  早在3万瓦激光切割设备诞生之前,公司的2万瓦光纤激光智能切割数控机床装备,通过了2019年度浙江省“国内首台套产品”的认定。可产品叫好不叫座,上市许久,销售零的突破一度成为其无法打破的困境。一方面是打不开市场的量产产品,另一方面是更高瓦数切割装备的迭代需求,继续还是收手?吴让大和团队陷入两难。

  “我们反复商讨,最终还是决定立项研发3万瓦智能激光切割成套装备,并以每年递增0.5%的研发经费持续投入研发。”吴让大回忆。

  研发过程并非一帆风顺。激光切割想要获得理想的速度、精度、极限厚度,关键在切割头。切割头要适配光源,再通过一根光纤,集中输出至透镜进行切割,而超高瓦数的激光,会在瞬间对透镜释放极高的能量密度,一旦承受不住,透镜就会出现黑色烧点或炸裂。

  然而,发达国家由于市场持续的低需求,对于该项机械制造的技术研究已经停摆,发展中国家则还没能突破,研发进入无人区。“没有方法可以借鉴,要靠自己探索。”企业技术中心负责人李正说。

  

  李正和研发团队,对多层透镜在不同位置、不同材料和镀膜等情况下的承受力进行实验、排列组合。从酷暑开始,历经寒冬,直到过完第二个夏天,他们才从几十个实验排列中,筛选出4种方案进入工艺调适。李正开玩笑说,“天气变化就和我们的研发经历一样,有火热的激情时期,也遇到持续失败,进度跟冰冻住似的推进不了。”

  很快,负责工艺调适的终检部门又传来坏消息:切割稳定性不足,长时间持续出光,焦点偏离明显。

  研发再次陷入谷底!

  “明明硬件配置已经达到理论要求,可实际表现就是达不到预期,到底哪里出了问题?”李正不停诘问。他找到吴欣,因为后者所在的终检部负责客户售后回访,李正希望能从客户反馈中找到破题思路。“如果能提早知道切割头的异常状态,在切割前进行调整就好了。”客户随口一句话,成了技术团队的“灵感”。

  很快,每层透镜都被装上了智能“眼睛”,可实时向系统反馈焦点的位置变化,系统则根据数据变化,及时进行“能量补偿”和“数据修正”。在短至微秒的时间跨度内,系统能实现监测并修正,焦点的波动幅度也从4-7毫米缩小到了0.5毫米。“有了高效和稳定的切割效率,我们的自适应光学调焦智能激光切割头,终于研发成功了。”李正说。

  

  202010月,奔腾自主研发的中国首台3万瓦高速高精超厚板智能激光切割成套装备产品,成功问世。仅切割头一项,就突破4项“卡脖子”核心技术,经第三方权威机构检测及专家鉴定,产品主要技术指标达到国际领先水平。“它解决了超厚板材、高速切割、高精度高质量切割过程的稳定性技术难题,是工具的革命,为中国高端装备制造提供一种新的加工工艺和方式。”中国光学学会激光加工专业委员会副主任、华南师范大学信息光电子科技学院教授张庆茂说。

  “事实证明,一门心思搞研发是对的。”12月底,记者在位于温州经济技术开发区的奔腾激光总部见到吴让大,他语气坚定地说。如今,上市2年的2万瓦装备销售超过300台,上市不久的3万瓦装备销售已超亿元。

  就在记者采访时,奔腾激光的研发工程师们,还在为3万瓦激光切割装备做优化实验。“气压优化后,单台设备切割时液氮液氧消耗能减少一半,用气成本能再少10多万元。”吴让大说,“精益求精,永无止境。”(来源浙江日报

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