近幾年間,國內(nei) 激光產(chan) 業(ye) 發展迅速,掀起了一股國產(chan) 替代的浪潮。一方麵,國內(nei) 廠商集中向更高功率領域發起衝(chong) 鋒,萬(wan) 瓦激光打開應用大門。另一方麵,熔覆、清洗及焊接等高附加值領域激光技術正在加速替代傳(chuan) 統工藝,新的風口即將出現!
首份國標開始製定,下一個(ge) 千億(yi) 市場正在打開
4月20日,《綠色製造激光表麵清洗技術規範》項目啟動會(hui) 在武漢召開,來自航空、航天、軌交、機械、電力、國防等多個(ge) 領域共23個(ge) 單位的專(zhuan) 家代表與(yu) 會(hui) ,重點討論激光表麵清洗技術國家標準大綱和初稿。作為(wei) 激光器廠商代表,傑普特也協同客戶深度參與(yu) 了標準製定,完善技術指標與(yu) 工藝參數。該標準預計明年下半年完成發布,由此將填補國內(nei) 空白,進一步規範行業(ye) 良性發展。相關(guan) 數據顯示,僅(jin) 國內(nei) 激光清洗市場潛在需求超過600億(yi) 元,全球需求在1000億(yi) 以上。一旦市場成熟,國內(nei) 激光產(chan) 業(ye) 將獲得巨大的增量市場。為(wei) 此,產(chan) 業(ye) 鏈企業(ye) 正在加緊布局!

■《綠色製造激光表麵清洗技術規範》項目啟動會(hui)
一直以來,我國製造業(ye) 的表麵處理能力遠遠落後於(yu) 生產(chan) ,這也極大限製了製造業(ye) 由大轉強的進程。隨著“十四五”戰略規劃的實施,特別是高端製造及節能減排對於(yu) 先進工藝的需求愈發迫切。在表麵處理方麵,國內(nei) 亟待技術和工藝全麵升級。
傳(chuan) 統的清洗工藝如機械摩擦清洗、化學腐蝕清洗、 強力衝(chong) 擊清洗、高頻超聲清洗等方法,不僅(jin) 清洗周期長,難以實現自動化,對環境造成有害影響,且達不到理想的清潔效果,無法很好滿足精細化加工需求。相對而言,激光清洗是一種更加高效和環保的工藝方式,具有無汙染、無消耗品、成本低、效率高、無接觸、無應力、無損傷(shang) 、可控性好、可選區精密清洗、可清洗難以到達的危險區域等優(you) 點,正在對傳(chuan) 統工藝發起挑戰。
激光清洗技術誕生於(yu) 20世紀80年代,到90 年代初期才真正進入工業(ye) 生產(chan) 中,並逐步取代傳(chuan) 統的清洗方法。由於(yu) 早期技術水平和人力投入相對有限,激光清洗市場整體(ti) 發展緩慢。自1998年以後,激光清洗技術迎來了第一波發展浪潮,主要由歐美國家主導。在這一時期,激光清洗應用集中在金屬材料表麵,如飛機機身脫漆、模具表麵除油汙、發動機內(nei) 部除積碳和焊前接頭表麵清理等。美國Adapt laser和Laser clean all公司、意大利的ElEn group公司以及德國的Rofin公司、法國Quantel公司等進行了大量投入,逐步壟斷了市場。
反觀國內(nei) ,激光清洗技術起步較晚,早期也隻是西安交通大學、大連理工大學、南開大學、華中科技大學和中科院等少數高校開展了部分研究工作。直至2011年才在文物修複等少量應用領域進行嚐試。在環保減排的政策影響下,2016年國內(nei) 工業(ye) 激光清洗市場逐步打開,並在2018年到迎來一輪關(guan) 注熱潮。上遊激光器廠商如傑普特等,開始投入工藝研發並向市場推出激光清洗光源和便攜式清洗解決(jue) 方案,開始試水激光清洗市場。
在具體(ti) 應用方麵,華中科技大學材料科學與(yu) 工程學院教授、博導王春明認為(wei) ,目前激光清洗主要有三大市場:一是替代現有工業(ye) 清洗(化學清洗與(yu) 超聲波),市場規模在1000億(yi) 以上,至少30%可以用激光清洗來替代,約300億(yi) ;二是替代人工打磨,可成為(wei) 每一個(ge) 製造車間的標配,約100億(yi) ;三是新開發應用領域:如文物清洗、建築物清洗、街道清洗等,市場規模約200億(yi) 。
單從(cong) 市場規模來看,激光清洗領域對於(yu) 競爭(zheng) 日趨白熱化的國內(nei) 激光產(chan) 業(ye) ,無疑是一座非常誘人的金礦。為(wei) 此,傑普特、銳科激光、創鑫激光、華工激光、大族激光、上海臨(lin) 仕激光、武漢翔明激光等廠商正在持續加大市場推廣投入,加快催熟應用生態。
突破核心光源,助推激光清洗應用普及
從(cong) 產(chan) 業(ye) 發展來看,國內(nei) 激光清洗產(chan) 業(ye) 長期落後於(yu) 歐美國家,最主要原因在於(yu) 核心光源的限製。歐美國家激光產(chan) 業(ye) 起步早,長期主導了工業(ye) 激光應用市場,占據了全球最主要的市場份額,當然也有更多的資源投入激光清洗等新興(xing) 市場,從(cong) 而形成先發優(you) 勢。
近幾年來,隨著國內(nei) 激光廠商在核心光源領域不斷打破國外壟斷,由此帶來了激光器價(jia) 格的大幅度下滑,這也為(wei) 國產(chan) 激光清洗設備的開發和應用創造了條件。另一方麵,薄板金屬切割市場競爭(zheng) 已經白熱化,國內(nei) 廠商迫切需要找到新的增長點,以尋求差異化競爭(zheng) 。在多重因素推動下,國內(nei) 激光清洗產(chan) 業(ye) 開始進入快車道。

■傑普特清洗係列MOPA脈衝(chong) 光纖激光器
目前國產(chan) 激光清洗設備主要集中在中低功率範圍,使用的激光器以MOPA脈衝(chong) 光纖激光器為(wei) 主。在該激光器領域,2014年以前國內(nei) 市場幾乎被IPG、SPI等國外公司占據,之後傑普特成功打破了國外企業(ye) 壟斷,實現了國產(chan) 自主替代。憑借優(you) 異的光束質量、更加精準、靈活的脈衝(chong) 序列控製等優(you) 勢,獲得了下遊設備廠商的廣泛青睞。並2015年一舉(ju) 實現銷量反超,登頂全球銷量冠軍(jun) ,為(wei) 後續激光清洗設備的國產(chan) 化創造了條件。
憑借在核心光源領域的技術創新和經驗積累,傑普特針對激光清洗行業(ye) 提供的50W-2000W功率段的CL係列光源,將國內(nei) 激光清洗設備向高功率方向邁進,進一步拓展和豐(feng) 富了下遊應用市場。該係列激光器光源有單模和多模類型,從(cong) 短脈寬高峰值功率到長脈寬大脈衝(chong) 能量,可以滿足不同應用場景。具體(ti) 而言,短脈寬可以降低熱輸入,減少熱效應,改善部分基材氧化變色等問題,大脈衝(chong) 能量可以提高清洗能力,提升除漆等應用的效率,在輪胎模具清洗、零件油汙去除、航空發動機葉片熱障塗層與(yu) 氧化膜清洗、金屬除鏽與(yu) 除漆、漆包銅電感剝除漆等領域都有廣泛應用。
對於(yu) 未來市場走向,傑普特也有自己的觀察:“激光清洗想要走入規模化應用,離不開新技術和新工藝的創新。公司將繼續堅持激光器+的定位,控製好發展節奏穩紮穩打,為(wei) 客戶提供更具競爭(zheng) 力的產(chan) 品方案,和產(chan) 業(ye) 界一起把國內(nei) 激光清洗市場做大!”
破解產(chan) 業(ye) 難題,為(wei) 製造業(ye) 升級賦能
由於(yu) 表麵處理涉及的場景非常複雜,加之物體(ti) 表麵附著物的成分和結構不同,激光與(yu) 之作用的機理也各不相同,從(cong) 而導致了激光清洗不像切割、打標等應用易於(yu) 全麵推廣,需要企業(ye) 具備很強的工藝研發能力。另外,激光清洗還具有單一性,如何利用一種激光器實現不同基體(ti) 材料的清洗,對於(yu) 激光器廠商而言也是一個(ge) 非常大的挑戰。
從(cong) 目前進展來看,國內(nei) 激光清洗設備雖然在功率上不斷突破,開始逐步實現高功率領域的國產(chan) 化替代,但是真正成熟的設備並不多,大多數還處於(yu) 實驗調整階段。對此傑普特認為(wei) :“大規模工業(ye) 化應用,對激光清洗設備穩定性及自動化水平都提出更高要求,需要從(cong) 激光器、運動控製、激光頭等環節綜合考慮及優(you) 化。憑借在平台化技術方麵的積累,公司將繼續與(yu) 上遊供應商及下遊客戶保持密切配合,不斷優(you) 化設計,加快激光清洗技術在高端製造領域普及。”
除此之外,任何先進的技術和工藝被市場接受還需要一定的周期。從(cong) 2020年市場表現來看,隨著傑普特等廠商持續加大投入,不斷升級迭代產(chan) 品,國內(nei) 對於(yu) 激光清洗市場的熱情也慢慢高漲了起來,上下遊產(chan) 業(ye) 鏈關(guan) 注度也越來越高。加之首份國家技術標準的啟動製定,將進一步規範國內(nei) 激光清洗市場,為(wei) 下遊應用生態的進一步打開奠定基礎。
從(cong) 應用領域來看,隨著製造業(ye) 升級的進一步實施,模具、高鐵、航空製造、半導體(ti) 矽片等領域都有很強的替代傳(chuan) 統工藝已達到環保需求,國內(nei) 廠商需要抓住機遇,加強產(chan) 業(ye) 鏈協同合作,共同推進激光清洗走入規模化應用,為(wei) 高端製造賦能!
總結:
我國激光清洗市場尚處於(yu) 產(chan) 業(ye) 初期,市場開拓及工藝替代過程中勢必也會(hui) 麵臨(lin) 諸多挑戰。以傑普特為(wei) 代表的國內(nei) 廠商已經實現了關(guan) 鍵器件的國產(chan) 化,並驗證了激光清洗技術工藝的可行性,下一步將在工藝創新方麵不斷迭代,為(wei) 激光清洗市場全麵打開貢獻力量!
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