МИРОВОЙ ЛИДЕР Лазерной индустрии

• Электрический КПД — КПД преобразования электрической энергии в оптическую свыше 40 % против 1,5–2 % у лазеров АИГ с ламповой накачкой.
• Не требуется замены газоразрядных ламп, производящих накачку лазера. В конструкции волоконных лазеров используются долговечные пигтейлированные диоды накачки с максимальной в классе наработкой на отказ.  
• Стабильные выходные параметры, что особенно важно для технологических процессов.
• Волоконные лазеры IPG не требуют технического обслуживания.
• Минимум расходных материалов.
• Значительное сокращение занимаемой площади.
• Короткое время включения
• Возможность работы в сложных производственных условиях при экстремальных температурах и влажности.

В настоящее время IPG поставляет широкую линейку оптических головок и расходных элементов для внешних оптических устройств. Их можно заказать вместе с лазерным оборудованием или отдельно. Мы предлагаем:

• Рабочие технологические волокна длиной до 100 м;
• Рабочее волокно с сердцевиной различного диаметра, широкий выбор BPP в зависимости от технологического применения;
• внутренние прерыватели луча, каплеры, переключатели луча, многоканальные  переключатели и делители луча;
• коллиматоры, системы формирования луча;

В целом да, но может понадобиться переходник для волоконного разъема IPG. В некоторых случаях может понадобиться увеличить фокусное расстояние, чтобы воспользоваться всеми преимуществами волоконных лазеров.

Да, все волоконные лазеры IPG имеют большой выбор промышленных интерфейсов и легко стыкуются со стандартными промышленными элементами управления.

Да, существует множество других сборщиков систем, успешно собирающих готовые к работе системы с волоконными лазерами в течение многих лет. В настоящее время IPG тоже предлагает полные лазерные системы и подсистемы. IPG может предоставить список интеграторов и OEM-производителей, поставляющих решения под ключ согласно требованиям заказчика.

Компания IPG предлагает самую долгосрочную гарантию в индустрии: обычная гарантия на стандартный волоконный лазер составляет 3 полных года с момента отгрузки. Некоторые не стандартные лазеры и  вспомогательное оборудование могут иметь иную гарантию. Компании IPG так же предлагает расширенную гарантию. Свяжитесь с представителем отдела продаж для информации.

IPG располагает широкой сетью производственных площадок в 14 точках по всему миру. Кроме того, передовые исследования для разработки новых приложений в области волоконно-лазерной технологии ведутся в различных институтах и университетах Северной Америки, Европы и Азии.

Обычно так говорят люди, не знакомые с волоконно-лазерной технологией. Наши мультикиловаттные волоконные лазеры с модовой структурой низкого порядка не создают никаких проблем с обратным отражением, если используется соответствующее волокно для подачи. У одномодовых лазеров в большинстве случаев не возникает проблем, если только обрабатываемые материалы не обладают высокой отражательной способностью. Однако если обратные отражения слишком интенсивные, устройства обнаруживают отражение и автоматически отключаются. Эта проблема решается применением разделителя. У IPG имеется множество блоков для резки и сварки в условиях производства материалов с высокой отражательной способностью, например меди и алюминия.

Диодные матрицы (или монолитная решетка диодных лазеров) состоят из множества излучателей, расположенных параллельно в одном кристалле. Из-за высокой тепловой плотности в области перехода и сильного взаимного теплового воздействия между излучателями, составляющими матрицу, диодные решетки необходимо устанавливать на меди с мягким припоем (индием) и обеспечивать водяное охлаждение. Поток воды большой скорости и большого давления, проходящий по тонким, покрытым золотом каналам, проложенным в меди, (которые называют микроканальными охладителями) обеспечивает интенсивное охлаждение. В этой системе необходимо поддерживать исключительную чистоту воды и нейтральный показатель РН, поскольку каналы относительно быстро выходят из строя вследствие образования пор и эрозии. Поддержание качества воды, согласно техническим требованием, — очень нелегкая задача, особенно в условиях производства. Медный радиатор и полупроводник диодной матрицы — очень непохожие материалы, в том числе и по коэффициенту теплового расширения. В реальных условиях частых циклов включения-выключения параметры матриц ухудшаются значительно быстрее, чем при постоянном токе возбуждения, а производители чаще всего именно так и характеризуют свои устройства.

Другим источником частых отказов матриц является сама полупроводниковая диодная матрица; срок службы матрицы обычно определяется надежностью самого «слабого» излучателя. Чтобы улучшить параметры и значительно усилить отведение тепла, матрицы часто подключают к микроканальным охладителям с мягким припоем, обладающим высокой теплопроводностью, — индием. Известно, что при работе с высоким током возбуждения индий мигрирует через металлизацию матрицы в полупроводниковый материал, чем вызывает внезапный и быстрый отказ.

Многие производители диодных матриц сокращают гарантию пропорционально часам работы. IPG всегда использовала накачку диодными лазерами с одним излучателем, изготовленными внутри компании; они устанавливаются на радиатор с тем же коэффициентом теплового расширения, что и диодный чип. IPG использует твердый припой телекоммуникационного класса, не имеющий электромиграционных дефектов. В зависимости от размера волоконного лазера диодам IPG обеспечивается либо воздушное охлаждение с помощью высокоскоростных вентиляторов, либо водяное охлаждение с использованием труб нержавеющей стали, проходящих под радиатором. Непосредственный контакт с охлаждающей водой отсутствует. Свет диода по волокну подается непосредственно в активную среду через неразъемное соединение, таким образом попадание воздуха в активную среду исключается (он может служить источником загрязнения). Срок службы диодов с одиночным излучателем напрямую зависит от проходящего через них тока. Все промышленные волоконно-лазерные диоды IPG работают при таких значениях тока, для которых прогнозируемый срок службы составляет несколько лет работы. Гарантия на диоды IPG Photonics не сокращается в зависимости от наработки, а имеет тот же срок, что и гарантия на волоконный лазер или усилитель.

Прежде чем сертифицировать диоды для использования в лазере или усилителе, IPG Photonics проводит испытания 100 % диодов. Продолжительность испытания обычно составляет больше 1500 часов, в течение которых диоды работают в стрессовых условиях при значительно повышенных температуре и токе. Если диоды проходят эти испытания без падения мощности, они сертифицируются для использования в наших устройствах. Независимо от того, используется ли диод в волоконном лазере мощностью 10 кВт для обработки материалов, или в широкополосном волоконном усилителе для телекоммуникаций, выполняются одни и те же процедуры. В настоящее время компания IPG известна как самый крупный производитель многомодовых диодов с одиночными излучателями, имеющий самые большие в мире производственные мощности для испытания диодов. Поскольку более 10 000 ее волоконных лазеров большой мощности находятся в производственной эксплуатации по всему миру, некоторые из которых служат уже больше 10 лет, IPG имеет достаточно опыта и статистических данных в поддержку своих утверждений о сроках службы диодов.

Есть три главные причины.

• Многие компоненты, используемые IPG, отсутствуют в открытой продаже или не отвечают строгим требованиям волоконных лазеров большой мощности.
• Вертикальное интегрирование позволяет IPG  лучше оптимизировать компоненты для наших уникальных систем, быстро отвечать на запросы заказчиков и быстро выводить продукт на рынок.
• Наконец, это позволяет IPG  плотно контролировать стоимость, чтобы максимизировать выгоду, которую получают наши заказчики.

Это довольно просто. Процедура для волоконного лазера заключается в том, чтобы сфокусировать выход волокна на обрабатываемой детали. Размер пятна равен диаметру волокна, умноженному на коэффициент увеличения вашего коллиматора и конечной фокусирующей линзы. Например, если диаметр волокна 50 микрон и вы используете коллиматор с фокусным расстоянием 60 мм и конечную фокусирующую линзу с фокусным расстоянием 300 мм, конечный размер пятна равен SS = 50 x 300/60 = 250 микрон. Диаметр волокна, коллиматор и конечные фокусирующие линзы можно подбирать так, чтобы получить нужный размер пятна. Размер пятна не должен меняться в зависимости от мощности во всем динамическом диапазоне от 5 до 105 % номинальной мощности. У одномодового лазера размер пятна на обрабатываемой детали должен быть гауссовским, а у лазера с модой низкого порядка — прямоугольным.

Один и тот же волоконный лазер может выполнять резку, сварку, сверление и плакирование. Многие заказчики приобрели волоконный лазер с 2-, 4- или 6-канальными переключателями луча. Например, можно установить волокно 100 микрон для резки, 200 микрон для сварки и 400 и более микрон для нанесения покрытия или отжига. Можно менять мощность, устанавливая разные уровни, а в случае миллисекунд переключаться на другое волокно подачи. Подающее волокно может поддерживать несколько рабочих станций, расположенных на расстоянии до 200 метров.

Ответ прост: конструкция волоконных лазеров генерирует меньше тепла и эффективно распоряжается генерируемым теплом. Квантовый дефект (т. е. разница между энергией накачки и энергией излучения) у иттербиевых волоконных лазеров с диодной накачкой (накачиваемых на 980 нм) меньше, чем у диоднонакачиваемых лазеров Nd:YAG (с накачкой на 808 нм). Кроме того, эффективность преобразования свет-свет у волоконного лазера обычно 70–80 %, тогда как у АИГ-лазеров с ламповой накачкой 4 %, а у лазеров АИГ с диодной накачкой и дисковых лазеров — 40 %. Поскольку свет все время находится в волокне, дополнительные источники потерь внутри лазерного резонатора отсутствуют.

Пользователи могут сэкономить значительные суммы, используя в своей продукции волоконные лазеры. Эта сумма зависит от многих факторов, в том числе от использующейся технологии, материалов, условий производства, затрат на электроэнергию и труд. Вот некоторые статьи экономии.

А. Более высокий КПД преобразования электричество-свет. Волоконные лазеры обладают непревзойденным КПД по сравнению с существующими традиционными лазерными технологиями.

Калькулятор экономии энергии

Б. Охлаждение. Эффективность волоконного лазера снижает требования к охлаждению, что приводит к снижению потребления электроэнергии. Волоконным лазерам меньшей мощности достаточно воздушного охлаждения. Волоконному лазеру большей мощности требуется водяное охлаждение, которое обычно более простое и менее затратное, чем для эквивалентного лазера другой технологии. Охлаждение зависит и от конкретных условий производства.

В. Расходные/сменные детали. Благодаря высокоэффективной структуре волоконных лазеров (более эффективное управление тепловым режимом) и использованию в наших волоконных лазерах диодов накачки с одиночными излучателями телекоммуникационного класса вы можете сэкономить на сменных деталях (например, лампах и диодных матрицах), затратах на оплату труда и простоях производства. Многие лампы и диодные матрицы, используемые в лазерах АИГ, имеют расчетный срок службы 2000 и 20 000 часов соответственно. Это составляет доли СВБР диодов с одиночными излучателями от IPG, который составляет более 100 000 часов; а это значит, что в течение срока службы волоконного лазера вам не придется менять диоды. Со всеми твердотельными лазерами конструкции волокно-волокно от IPG вы экономите еще больше, потому что в них нет оптики, которую нужно регулировать и обслуживать, например зеркала резонатора, кристаллы, жидкости и фильтры, как в обычных лазерах.

Г. Техническое обслуживание. В отличие от обычных лазеров волоконные лазеры не нуждаются в техническом обслуживании или требуют его в очень небольших объемах (в зависимости от выходной мощности и других факторов). Отсутствует юстировка оптики и время прогрева, а также расходные и сменные детали. В итоге вы можете экономить значительные суммы на техническом обслуживании.

Д. Капитальные затраты. Один и тот же волоконный лазер может выполнять резку, сварку и сверление, что позволяет сократить капитальные вложения, в отличие от случая, когда нужно покупать и обслуживать разные лазеры и лазерные системы для каждой отдельной функции. 

Раздел 179 Налогового кодекса США позволяет организациям вычитать полную стоимость покупки льготируемого оборудования и/или ПО, приобретенного или финансируемого в течение финансового года. Это значит, что, если вы покупаете (или арендуете) льготируемое оборудование, вы можете вычесть из совокупного дохода ПОЛНУЮ СТОИМОСТЬ ПОКУПКИ. Правительство Соединенных Штатов ввело этот стимул, чтобы побудить предприятия покупать оборудование и инвестировать в себя.  См. последнюю информацию по капитальным закупкам, амортизационным премиям в разделе 179.

Сейчас самое время купить волоконный лазер, волоконно-лазерную систему IPG или модернизировать свой старый лазерный источник новым энергоэффективным волоконным лазером. Правительство США дало вам несколько стимулов в виде вычетов в разделе 179; чтобы узнать подробности, зайдите на сайт раздела 179.

Отказ от ответственности. Это не консультирование по вопросам налогообложения. За консультацией по налогообложению и его применимости к вашей предпринимательской деятельности и вашей ситуации обращайтесь к налоговому консультанту. Какие-либо рекомендации, содержащиеся в настоящем документе, не предназначены для использования и не могут быть использованы вами (или любым другим налогоплательщиком) для уклонения от ответственности согласно Закону о налогообложении 1986 года с внесенными поправками.

• На конец 2013 года IPG была вторым по величине производителем лазерных источников (по общему объему продаж).
• На конец 2013 года IPG была крупнейшим производителем лазерных источников (по общему объему продаж за вычетом доходов от обслуживания).
• В результате растущего интереса к использованию полностью твердотельных волоконных лазеров от компании IPG в различных отраслях и приложениях чистая выручка IPG выросла с 185,9 миллиона долларов США в 2009 г. до 648 миллионов долларов в 2013 г., т. е. среднегодовой темп роста составил 37 %.
• IPG располагает более чем 1 миллионом кв. футов производственных площадей в США, Германии, Италии и России.
• У IPG имеются торговые и сервисные центры в США, Германии, Великобритании, Италии, Франции, Испании, Польше, Турции, России, Японии, Китае, Республике Корея и Индии. Свяжитесь с нами.
• В компании IPG работает свыше 2800 человек.
• В список глобального рынка NASDAQ компания IPG  входит под знаком IPGP.