從(cong) 服務機器人到智能硬件,從(cong) 智能出行到自動駕駛,從(cong) 人臉識別到無人商店,這些前沿科技產(chan) 品匯聚一堂,共同鑄就了製造業(ye) 的深化改革。在中國製造不斷深化的背景下,如今,傳(chuan) 統的製造業(ye) 正麵臨(lin) 深度轉型和升級。其中的一個(ge) 重要戰略便是轉向附加價(jia) 值和技術壁壘更高的高端精密加工。
那麽(me) ,如何才能實現高端精密加工?如果你用過"最快的刀"、"最準的尺"、"最亮的光",就一定能猜到,是的,激光。
激光技術自問世以來,取得了飛躍的發展,其應用幾乎涵蓋所有工業(ye) 領域,除輕工業(ye) 、汽車、航空航天、動力及能源行業(ye) 外,正逐步向精細、微細加工領域拓展,有力推動了電子製造、集成電路、通訊、機械微加工、醫療、牙科、美容儀(yi) 器設備及新興(xing) 應用的發展。
即便在全球經濟低迷時期,激光市場依然表現良好,包括固體(ti) 激光器、超快激光器等在內(nei) 的激光技術在精密加工、微加工領域呈現持續增長。
2017年全球各類激光器銷售額近 120 億(yi) 美元(數據來源:Laser Manufacture News),其中光纖激光器占全球激光器市場份額的51%以上。據不完全統計:2017年中國光纖激光器出貨量在10萬(wan) 台以上,紫外激光器裝機量在9000台左右。
從(cong) 市場格局來看,國產(chan) 品牌占小功率光纖激光器市場份額占比達70%以上,自主品牌出貨量超越國外品牌;中功率方麵國產(chan) 與(yu) 進口品牌各占半壁江山;高功率仍以國外進口品牌為(wei) 主。2017年激光切割機市場出貨量超過1.5萬(wan) 台,其中國產(chan) 接近1.3萬(wan) 台,板材加工和3C消費電子領域激光加工市場貢獻率較大。
高精密加工技術推動激光器市場發展
隨著科技的不斷進步,全球創新型電子消費產(chan) 品日新月異,它們(men) 不僅(jin) 外觀炫目多彩,並內(nei) 置了各種複雜精密的集成技術。因而,電子行業(ye) 的瞬息萬(wan) 變也給激光製造業(ye) 帶來了巨大的機遇和挑戰。
資料顯示,以"冷加工"技術為(wei) 代表的高精密加工技術正在中國得到飛速發展,大大促進了固體(ti) 激光器、超快激光器在精細微加工領域如消費電子用芯片、高分子材料、軟硬電路板切割領域;精細打標如高分子材料和透明材料打標、特種金屬表麵處理和3D打印領域的應用。
例如,手機、微處理器、顯示器、內(nei) 存芯片等精密複雜的消費電子產(chan) 品及組件都是由大量不同的異形、微型材料所組成,尤其需要高精密的加工技術支撐。在此情況下,超快激光技術便以其在精細加工、光束控製和光束傳(chuan) 輸技術等方麵的顯著優(you) 勢獲得青睞。這一技術也成為(wei) 未來成功製造更為(wei) 複雜的消費電子設備的關(guan) 鍵所在。
因而,超快激光提供了前所未有的極端製造與(yu) 精密製造潛力,旨在攻克常規工藝難以實現的高、精、尖、硬、難等加工瓶頸。據業(ye) 內(nei) 人士表示,未來三到五年,消費電子市場對智能設備將提出更高的要求,目前比較流行的如VR、AR等新技術將會(hui) 推動超快激光器市場的進一步發展。
智能時代:激光與(yu) 手機交融
移動互聯網時代早已顛覆了人們(men) 的生活、工作和思維模式。隨著消費電子行業(ye) 的迅猛發展,智能手機儼(yan) 然成為(wei) 了人們(men) 生活中不可缺失的元素之一。據Gartner的分析報告稱,2016年,全球智能手機的出貨量約為(wei) 14.5億(yi) 部,同比增長0.6%;2017年預計的出貨量將在15億(yi) 部左右。
手機無疑是電子消費品中當仁不讓的寵兒(er) 。隨著手機市場競爭(zheng) 愈發激烈,手機製造業(ye) 對產(chan) 品自然也提出了更高的要求。據悉,約70%的手機加工製造環節都應用到激光技術(超過20種不同的工藝)及相關(guan) 的製造設備。無論你肉眼能看到的,抑或不能看到的,激光的身影都以不同形式“穿插”其中。
尤其是隨著近年來高功率、深紫外和超快激光加工等技術的發展,持續推動了智能手機製造技術的飛躍。究其緣由,想必與(yu) 激光工藝特性及手機精密製造需求息息相關(guan) 。憑借其功率密度高、方向性好、清潔、高效、環保等眾(zhong) 多優(you) 勢,激光加工在手機製造中取代傳(chuan) 統技術的趨勢也日益明顯。
例如,精密激光切割在加工智能手機的眾(zhong) 多結構元素,如Home鍵、藍寶石屏、tft液晶屏、AMOLED屏、玻璃蓋板、導電玻璃、音量孔、不鏽鋼外殼、PCB電路板、柔性電路板、背蓋殼、以及其它薄膜材料和脆性材料等都是大有用武之地的技術。另外,如今電子元器件集成化要求越來越高、設計愈發傾(qing) 向微小化,許多精細的深孔,如采用傳(chuan) 統加工方式便很難完成,激光鑽孔由此成為(wei) 重要的工藝手段。激光聚焦光斑能在很小的區域內(nei) 集中很高的能量,尤其適用於(yu) 加工微細深孔,最小孔徑隻有幾微米,孔深和孔徑比可大於(yu) 50微米。同時, 一部手機上隨處可見激光打標的影子,如:Logo、手機按鍵、手機外殼、電池、PCB、手機飾品以及手機內(nei) 部的零部件等等。
亞(ya) 洲是全球消費品行業(ye) 的“生產(chan) 熱點地區”,以其消費電子業(ye) 占據領先地位。預計到2019年,亞(ya) 洲地區的智能手機用戶規模將達到26.6億(yi) ,這一市場正呈現“爆發式”的增長,並且帶來大量的激光應用潛力。智能手機製造除了應用傳(chuan) 統的激光切割、激光焊接和激光打標技術外,更多新型的激光工藝正大顯身手。例如:基於(yu) 超短脈衝(chong) 激光器的玻璃切割工藝。這類激光器主要被用於(yu) 切割使用硬化玻璃和藍寶石玻璃等材料製成的電視屏、電腦屏、平板電腦和顯示屏。另外一個(ge) 例子是用於(yu) 焊接移動電話攝像模塊的低功率二極管激光器。
精密加工需求正推動以飛秒和皮秒激光器為(wei) 代表的超快激光器在工業(ye) 市場上獲得越來越廣泛的應用。兆瓦峰值功率、皮秒和飛秒脈衝(chong) 寬度的超快激光器在3C產(chan) 業(ye) (包括計算機、通信和消費電子產(chan) 品如智能電話、平板電腦器件領域)等加工領域將獲得迅猛發展。
到2020年,超快脈衝(chong) 激光器的市場規模有望超過15億(yi) 美元。
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