一直以來，鈑金行業用戶都希望擁有一臺既能高速切割薄板，又能高品質切割厚板的激光切割機。目前，市場上應用于鈑金加工的激光器主要分為氣體激光器和固體激光器。以CO2為介質的氣體激光，雖然對薄板和厚板都可以切割，但是在加工效率、日常維護保養和使用成本方面幾乎沒有優勢。相比之下，固體激光在節約成本方面則更具優勢，但在厚板的切割品質上卻稍有欠缺。試想如果有一臺采用固體激光光源的激光機，既能勝任薄板高速切割，又能實現厚板高品質切割，再加上其成本優勢，那就堪稱完美組合了。正因為如此，這也成為諸多一流激光廠家研發的方向。

圖1 OPTIPLEX 3015 DDL

在此背景下，MAZAK順應市場需求，極具前瞻性地推出了第三代DDL（Direct Diode Laser）激光切割機。OPTIPLEX 3015 DDL（圖1）的推出填補了激光切割市場的空白，為現有的光纖和CO2系列產品做了有效補充。

光纖激光器之所以逐步取代CO2激光器，最主要原因是在同等功率水平下，光纖激光器的切割速度是CO2激光器的3～5倍。相比于10.6μm波長的CO2激光，大多數金屬材料對于1.08μm的光纖激光具有更高的吸收率。與上述兩種波長的激光器相比，波長為970nm的DDL激光器則是目前應用于激光切割領域的波長最短的激光。從圖2可以看出，金屬對直接半導體激光的吸收率比光纖激光更高。

與光纖激光切割機相比，DDL在光電轉化、切割效率、切割質量和使用成本等諸多方面具有優勢。本文主要從效率、切割品質和能耗三個方面來闡述OPTIPLEX 3015 DDL的應用優勢。

高效率

實際應用證明，在同等激光功率條件下，在對薄板材料進行切割時，MAZAK OPTIPLEX 3015 DDL的切割速度比光纖激光要快14%～50%；在對中厚板材料進行切割時，切割速度比光纖激光要快10%～44%，如圖3所示。

圖2 各種金屬對不同波長激光的吸收

圖3 DDL與光纖激光切割不同金屬時的速度對比

圖4 CO2和直接半導體激光切割機切割低碳鋼薄板的表面粗糙度對比

高品質

一般情況下，光纖激光切割機在加工厚金屬材料時，要確保高品質的切割面相對比較困難，所以多數激光廠家在銷售光纖激光切割機時，更為強調的是高速切割，部分對切割品質要求高的客戶仍采用CO2激光切割機。DDL采用的直接半導體激光器在降低厚金屬材料切割表面的粗糙度方面具有優勢，可在滿足客戶高速切割需求的同時，確保高品質的切割表面。

圖4展示了4kW CO2激光切割機和直接半導體激光切割機在切割4mm以下厚度低碳鋼材料時表面粗糙度的對比情況。通過對比我們可以看出，在薄板材料切割應用中，DDL的切割品質與CO2激光產品相比已經有所超越。

圖5展示了4kW DDL激光切割機、光纖激光切割機和CO2激光切割機在切割16mm厚低碳鋼材料的表面粗糙度對比情況。通過對比可以看出，在厚板材料切割應用中，DDL加工工件的表面品質和邊緣質量均優于光纖激光切割，DDL與CO2激光切割機的加工品質已經非常接近。

圖5 不同激光切割機切割低碳鋼的表面粗糙度對比

低能耗

光纖激光器和碟片激光器系統都需要增加額外的增益介質，才能得到足夠高質量的光束用于材料加工。直接半導體激光器以半導體激光器為核心，利用單級半導體器件將電能直接轉化為光能，減少復雜的共振單元和反射組件，因此DDL激光發生器的能耗更低，光電轉化效率更高，如圖6所示。目前DDL的光電轉化率可達到40%～50%。

圖6 不同激光器的光電轉化率對比

《中國制造2025》的實施，標志著智能化生產已成為中國制造業轉型升級的發展方向。機床生產廠家應始終將創新作為企業核心競爭力的所在，以不斷探索新技術為基礎，緊跟鈑金行業發展的腳步，在變化中尋找新的機會，持續為鈑金制造企業提供最優化的生產解決方案。在不斷探求裝備智能化應用功能的同時，幫助鈑金企業將智能生產和激光加工有效融合，在產業升級之路上求新、思變、齊發展。