一直以来，钣金行业用户都希望拥有一台既能高速切割薄板，又能高品质切割厚板的激光切割机。目前，市场上应用于钣金加工的激光器主要分为气体激光器和固体激光器。以CO2为介质的气体激光，虽然对薄板和厚板都可以切割，但是在加工效率、日常维护保养和使用成本方面几乎没有优势。相比之下，固体激光在节约成本方面则更具优势，但在厚板的切割品质上却稍有欠缺。试想如果有一台采用固体激光光源的激光机，既能胜任薄板高速切割，又能实现厚板高品质切割，再加上其成本优势，那就堪称完美组合了。正因为如此，这也成为诸多一流激光厂家研发的方向。

图1 OPTIPLEX 3015 DDL

在此背景下，MAZAK顺应市场需求，极具前瞻性地推出了第三代DDL（Direct Diode Laser）激光切割机。OPTIPLEX 3015 DDL（图1）的推出填补了激光切割市场的空白，为现有的光纤和CO2系列产品做了有效补充。

光纤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，光纤激光器的切割速度是CO2激光器的3～5倍。相比于10.6μm波长的CO2激光，大多数金属材料对于1.08μm的光纤激光具有更高的吸收率。与上述两种波长的激光器相比，波长为970nm的DDL激光器则是目前应用于激光切割领域的波长最短的激光。从图2可以看出，金属对直接半导体激光的吸收率比光纤激光更高。

与光纤激光切割机相比，DDL在光电转化、切割效率、切割质量和使用成本等诸多方面具有优势。本文主要从效率、切割品质和能耗三个方面来阐述OPTIPLEX 3015 DDL的应用优势。

高效率

实际应用证明，在同等激光功率条件下，在对薄板材料进行切割时，MAZAK OPTIPLEX 3015 DDL的切割速度比光纤激光要快14%～50%；在对中厚板材料进行切割时，切割速度比光纤激光要快10%～44%，如图3所示。

图2 各种金属对不同波长激光的吸收

图3 DDL与光纤激光切割不同金属时的速度对比

图4 CO2和直接半导体激光切割机切割低碳钢薄板的表面粗糙度对比

高品质

一般情况下，光纤激光切割机在加工厚金属材料时，要确保高品质的切割面相对比较困难，所以多数激光厂家在销售光纤激光切割机时，更为强调的是高速切割，部分对切割品质要求高的客户仍采用CO2激光切割机。DDL采用的直接半导体激光器在降低厚金属材料切割表面的粗糙度方面具有优势，可在满足客户高速切割需求的同时，确保高品质的切割表面。

图4展示了4kW CO2激光切割机和直接半导体激光切割机在切割4mm以下厚度低碳钢材料时表面粗糙度的对比情况。通过对比我们可以看出，在薄板材料切割应用中，DDL的切割品质与CO2激光产品相比已经有所超越。

图5展示了4kW DDL激光切割机、光纤激光切割机和CO2激光切割机在切割16mm厚低碳钢材料的表面粗糙度对比情况。通过对比可以看出，在厚板材料切割应用中，DDL加工工件的表面品质和边缘质量均优于光纤激光切割，DDL与CO2激光切割机的加工品质已经非常接近。

图5 不同激光切割机切割低碳钢的表面粗糙度对比

低能耗

光纤激光器和碟片激光器系统都需要增加额外的增益介质，才能得到足够高质量的光束用于材料加工。直接半导体激光器以半导体激光器为核心，利用单级半导体器件将电能直接转化为光能，减少复杂的共振单元和反射组件，因此DDL激光发生器的能耗更低，光电转化效率更高，如图6所示。目前DDL的光电转化率可达到40%～50%。

图6 不同激光器的光电转化率对比

《中国制造2025》的实施，标志着智能化生产已成为中国制造业转型升级的发展方向。机床生产厂家应始终将创新作为企业核心竞争力的所在，以不断探索新技术为基础，紧跟钣金行业发展的脚步，在变化中寻找新的机会，持续为钣金制造企业提供最优化的生产解决方案。在不断探求装备智能化应用功能的同时，帮助钣金企业将智能生产和激光加工有效融合，在产业升级之路上求新、思变、齐发展。