1、激光製造快速發展
近年來,激光技術突破與(yu) 應用在全球迅速發展,工業(ye) 方麵作為(wei) 材料加工工具廣受歡迎,特別是依靠我國作為(wei) 世界工廠的工業(ye) 製造基礎,激光加工在我國有著良好的增長潛力。事實上,我國的激光加工產(chan) 業(ye) 規模化應用,最早要追溯到1990年代中,當時由大族激光、華工激光、楚天激光等最早一批企業(ye) 開始應用激光技術。至2020年,經曆了二十多年的開拓,我國的激光產(chan) 品市場規模接近一千億(yi) 元,占全球市場份額超過三分一,取得不平凡的成績。
從(cong) 最初的激光打標用於(yu) 紐扣、皮革、塑料瓶,到金屬切割、焊接,激光的材料加工已經運用到國內(nei) 數十個(ge) 涉及國計民生的重要產(chan) 業(ye) ,包括金屬加工、電子製造、家電、光伏、汽車、電池、航空航天、軌道交通、船舶製造、塑料加工、工藝品等。盡管如此,作為(wei) 一項加工工具,激光製造發展長期以來麵臨(lin) 的一個(ge) 重要瓶頸就是,目前為(wei) 止大部分的市場應用仍然局限於(yu) 少數幾個(ge) 領域,包括金屬加工、電子製造、電池、產(chan) 品包裝、廣告等,其他一些大產(chan) 業(ye) 很少見到激光應用的批量化。比如在汽車行業(ye) ,以外資品牌汽車使用激光產(chan) 線較多,能實現批量,而國內(nei) 的汽車商很少使用激光,即便是有目前也隻是幾台激光器。如何開拓更多的細分市場並實現規模應用是當前激光行業(ye) 最應該思考的問題。
2、高端應用對精度要求更高
自2014年光纖激光切割在國內(nei) 掀起規模應用浪潮,傳(chuan) 統的金屬切削與(yu) 數控衝(chong) 切被部分取代,光纖激光的打標、焊接也迅速發展,如今光纖激光加工已經占據工業(ye) 激光超過60%的份額。這一趨勢也帶動了光纖激光器、冷水設備、加工頭、鏡片、特種光纖等核心產(chan) 品的需求。總體(ti) 而言,激光製造分為(wei) 宏加工和微加工,宏加工主要是高功率的應用,屬於(yu) 粗加工方式,包括一般金屬加工、航空航天大部件製造、汽車車身加工、廣告字製作等,要求的精度不高;而微加工的精度要求很高,針對的材料包括矽晶圓、玻璃、陶瓷、PCB板、以及薄片材料微鑽孔/微焊接等。
受製於(yu) 激光器和器件成本高昂,工藝開發不足等因素製約,激光微加工市場沒有得到充分開發。自2016年國內(nei) 的超快激光加工開始規模化應用,在以智能手機為(wei) 代表的產(chan) 品上,激光用於(yu) 指紋模組、攝像頭玻片、打盲孔、全麵屏玻璃、內(nei) 置天線焊接等加工。國產(chan) 的超快激光器產(chan) 業(ye) 化迅速發展,至2019年已經有二十多家企業(ye) 從(cong) 事皮秒、飛秒激光器研發與(yu) 生產(chan) ,盡管在高端產(chan) 品還是被歐美壟斷,但是在低端的超快激光器我國已經站穩腳跟了。在應用方麵,未來幾年激光微加工將成為(wei) 增長潛力最大的領域,高精度的加工會(hui) 成為(wei) 部分行業(ye) 的標準要求,超快激光在PCB板加工、光伏電池PERC開槽、屏幕切割等將有更多應用需求。
3、特域首推超快激光冷水機
國內(nei) 的皮秒與(yu) 飛秒激光器已經往高功率方向發展,以往我國的產(chan) 品與(yu) 外國相比差距就在於(yu) 穩定性、可靠性。因此,精密溫控的冷卻設備對超快激光器的穩定性是至關(guan) 重要的。我國的激光冷水機設備技術快速發展,從(cong) 最初的溫控差±1°C,到後來優(you) 化的±0.5°C,甚至±0.2°C,溫控精度越來越高,基本滿足我國大部分激光製造類型的需求。然而隨著激光器功率越高,溫控差越大,精度越難以保證,因此,超高精度的溫控冷水機是個(ge) 產(chan) 業(ye) 難題,也是我國必須突破的一個(ge) 瓶頸。
近日廣州特域機電有限公司首次推出了用於(yu) 皮秒、飛秒、納秒等超快固體(ti) 激光器冷卻的冷水機——CWUP-20激光冷水機。這款產(chan) 品由特域機電研發中心根據市場需求自主研發,由之前的UP係列,升級為(wei) CWUP係列,溫控精度從(cong) ±0.5℃,逐步完善到現在的±0.1℃,這是一個(ge) 了不起的技術突破,就如百米賽跑一樣,10秒以內(nei) 要把時間提升0.1秒都是極其困難的事情。這款產(chan) 品機身小巧,設計緊湊,可滿足多個(ge) 應用環境使用,水溫精度不受環境因素影響,溫控精度穩定性由自身所維持。
由於(yu) 超快激光多用於(yu) 高精密的加工,所以在冷卻設備上溫控精度越高越好。事實上,溫控精度為(wei) ±0.1℃的激光冷水機技術,目前在國內(nei) 還是比較缺乏的,以往基本上是歐洲、美國和日本等國家能達到這個(ge) 水平。特域機電在CWUP-20冷水機研發成功,可以很好地打破國外的壟斷,填補國內(nei) 市場的空缺,為(wei) 國內(nei) 皮秒、納秒激光設備的加工提供更多製冷保障。
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