圖① 深圳市創鑫激光股份有限公司激光器輸出頭生產(chan) 車間。
圖② 工作人員在深圳市創鑫激光股份有限公司生產(chan) 車間內(nei) 作業(ye) 。
文陽洋攝(中經視覺)
激光是20世紀的重大發明,被稱為(wei) “最快的刀”“最準的尺”“最亮的光”。無論是人類的生活、工業(ye) 、醫療還是航空、電子、生物醫藥,很多行業(ye) 都會(hui) 用到激光技術。
在激光加工設備中,激光器作為(wei) 發射激光的裝置,是其“心髒”所在。成立於(yu) 2004年的深圳市創鑫激光股份有限公司,作為(wei) 我國首批成立的光纖激光器製造商之一,多年來始終堅持自主創新,致力於(yu) 推動光纖激光器國產(chan) 化發展,多項核心技術填補了國內(nei) 相關(guan) 領域技術空白,已發展成為(wei) 國內(nei) 首批實現在光纖激光器、激光光學器件兩(liang) 類核心技術上擁有自主知識產(chan) 權並開展垂直整合的國家高新技術企業(ye) 之一。
自主研發終成正果
“光纖激光器具有輸出激光光束質量好、能量密度高、電光效率高、使用方便、可加工材料範圍廣和綜合運行成本低等諸多優(you) 勢,被譽為(wei) ‘第三代激光器’,可廣泛應用於(yu) 雕刻、打標、切割、鑽孔、熔覆、焊接、表麵處理、快速成型等材料加工領域。”深圳市創鑫激光股份有限公司董事長蔣峰告訴記者,光纖激光器從(cong) 0到1實現自主研發,乃至達到產(chan) 業(ye) 化標準,研發投產(chan) 周期長達6年,激光器及相關(guan) 器件持續研發投入已嚴(yan) 重超出預期,但企業(ye) 一直咬牙堅持研發。
“在2008年以前,光纖激光技術長期被國外企業(ye) 壟斷,激光設備價(jia) 格居高不下,極大地限製了國內(nei) 激光技術應用的普及。”蔣峰舉(ju) 例說,在2004年,就連10瓦的小功率激光器都依賴進口,單台價(jia) 格甚至高達30萬(wan) 元。現在,同樣性能的20瓦光纖激光器隻需4000元左右。
“激光被認為(wei) 是人類生產(chan) 工具的又一次進步,其在工業(ye) 領域的普及應用將引領機械加工顛覆式變革。因此,隻有實現真正的國產(chan) 化才能使我們(men) 不再受製於(yu) 人,才能加速推進工業(ye) 現代化、智能化發展。”蔣峰介紹,該公司自成立後就開始不停摸索,從(cong) 光纖放大器開始研究,一步步走向光纖激光器的自主研發與(yu) 創新。“2010年至2014年間,我們(men) 逐步實現了光纖激光器及光無源器件產(chan) 業(ye) 化,逐步打破了國外技術壁壘與(yu) 壟斷。我們(men) 也成為(wei) 國內(nei) 首家實現光纖激光器、激光光學核心器件自主研發生產(chan) 的民營企業(ye) 。”蔣峰說。
“在國產(chan) 激光器研製出來的初期,整個(ge) 激光行業(ye) 所用激光器幾乎全都是進口的,業(ye) 內(nei) 不相信國內(nei) 企業(ye) 能做出光纖激光器,我們(men) 連一個(ge) 為(wei) 企業(ye) 提供免費試用的機會(hui) 都很難得到。”深圳市創鑫激光股份有限公司外聯部負責人胡磊談起初期推廣國產(chan) 激光器的那段日子十分感慨,為(wei) 了取得客戶信任,他們(men) 不得不派出專(zhuan) 業(ye) 的工藝人員駐廠一對一跟進調試,直到客戶滿意為(wei) 止。堅持終於(yu) 得到回報,創鑫激光2012年終於(yu) 實現了盈虧(kui) 平衡,此後3年年銷售增長率高達300%。到2015年,創鑫激光的脈衝(chong) 光纖激光器出貨量位居全國第一。
加大投入成功升級
“小功率激光器的應用始終停留在對於(yu) 金屬表麵的處理。如果要實現深層次機械加工,就需要中高功率乃至超高功率激光器。”蔣峰看到了激光應用的發展趨勢,在做小功率設備的同時著手中高功率技術儲(chu) 備。
2017年至2019年間,該公司陸續麵向工業(ye) 切割市場推出了10千瓦至35千瓦激光器,在效率、質量和成本三方麵全麵提升了切割加工能力,推動了激光設備行業(ye) 向超高功率快速發展。
2016年,創鑫激光院士專(zhuan) 家工作站成立。產(chan) 學研深度融合讓創鑫激光的技術創新如虎添翼。2018年,創鑫激光的萬(wan) 瓦級能量合束器及QBH等高功率器件研發成功。2019年,創鑫激光25千瓦超高功率多模連續光纖激光器獲得工信部頒發的科技成果登記證書(shu) ,這也是國內(nei) 首款通過國家認證的萬(wan) 瓦級激光器。同年,創鑫激光推出自主研發的國內(nei) 最高功率5千瓦單模塊連續光纖激光器以及首款35千瓦多模連續光纖激光器。
“近年來,我們(men) 平均每年的研發投入占總營業(ye) 額6.5%以上。”蔣峰表示,隻有不斷創新,才能使企業(ye) 擁有長久的生命力。在企業(ye) 創新過程中,需要瞄準市場發展趨勢,所有產(chan) 品要實現從(cong) 實驗室到用戶加工現場的無縫連接。同時,還需要不斷從(cong) 一線需求中發現技術瓶頸或壁壘,並以此為(wei) 導向製定研發方案,從(cong) 而推動產(chan) 品快速迭代滿足市場需求。
截至目前,創鑫激光已擁有國內(nei) 外專(zhuan) 利323項、計算機軟件著作權23項,並已自主研發生產(chan) 包括泵源、泵浦合束器、能量合束器、光纖光柵、激光輸出頭、隔離器、剝模器等在內(nei) 的一係列高功率核心光學器件。2019年,創鑫激光獲評中國科創企業(ye) 百強、榮格技術創新獎、中國工業(ye) 激光器創新貢獻獎。如今,創鑫激光的銷售網絡不僅(jin) 覆蓋全國各地,還遠銷20多個(ge) 國家和地區,在全球光纖激光器行業(ye) 中占有一席之地。
加快極光產(chan) 業(ye) 聚集
產(chan) 業(ye) 發展與(yu) 提升不能僅(jin) 僅(jin) 依靠一家之力。近年來,創鑫激光著力實施“整合製勝”發展路線,通過標準輸出協助國內(nei) 廠商共同突破超高功率技術難題。“這種垂直整合生態鏈模式會(hui) 促進包括國產(chan) 芯片、國產(chan) 光纖在內(nei) 的上遊供應鏈升級。同時推動激光切割頭、操作軟件、激光設備係統等周邊配套不斷向萬(wan) 瓦級激光器產(chan) 品靠攏。”蔣峰說。
9月4日,創鑫激光攜手山東(dong) 濟南邦德激光股份有限公司,聯合發布了最新的40千瓦激光切割設備。其中,創鑫激光自主研發的40千瓦多模連續激光器創下國內(nei) 同類工業(ye) 切割用激光器功率最高紀錄,所配備的單模塊6千瓦也同步打破了國內(nei) 工業(ye) 實用型單模最高紀錄。
創鑫激光推出的40千瓦多模連續光纖激光器,是基於(yu) 其自身核心光學器件的技術突破,采用國內(nei) 最高6千瓦的單模塊合束,集成了包括高功率泵浦技術、高功率剝模器激光、高功率合束器等技術以及國內(nei) 首款EtherCAT總線控製技術等多項技術,意味著能用更少的模塊、更優(you) 化的集成輸出更穩定高效的加工能力。
蔣峰認為(wei) ,40千瓦激光的推出不僅(jin) 重新定義(yi) 了超高功率核心器件的各項參數指標,也是自主研發能力的真實反映,一定程度上代表了目前國產(chan) 激光器在超高功率領域的技術水平,填補了我國在高功率和超高功率領域的技術空白。更為(wei) 關(guan) 鍵的是,在大力發展“新基建”的背景下,5G、新能源、城際高速鐵路和城市軌道交通等都將迎來高速發展,必將催生更多激光加工應用需求,對激光加工提出了更高要求。萬(wan) 瓦級激光切割因其精度高、質量好、效率高等優(you) 勢,必將得到廣泛應用。40千瓦切割設備的推出將對我國激光行業(ye) 核心技術的研發產(chan) 生推動作用。
胡磊告訴記者,深圳市寶安區是深圳激光產(chan) 業(ye) 聚集核心區域。為(wei) 進一步推動激光產(chan) 業(ye) 發展,寶安區正全力推進“新橋·深圳激光穀”激光產(chan) 業(ye) 城的建設,計劃用3年到5年的時間,通過整治提升34萬(wan) 平方米產(chan) 業(ye) 載體(ti) 及整備225畝(mu) 產(chan) 業(ye) 用地,實現100億(yi) 元以上年產(chan) 值規模,初步實現產(chan) 業(ye) 鏈集聚的激光應用產(chan) 業(ye) 園區;10年內(nei) 實現產(chan) 值500億(yi) 元以上、產(chan) 業(ye) 鏈齊全的全球技術領先的激光裝備研發與(yu) 應用產(chan) 業(ye) 集聚區。創鑫激光作為(wei) 行業(ye) 龍頭企業(ye) 之一,正協助參與(yu) “激光穀”建設,包括激光器、光學器件、芯片等在內(nei) 的激光核心產(chan) 業(ye) 鏈正逐一落戶“激光穀”。未來,創鑫激光還將協同廣東(dong) 省激光行業(ye) 協會(hui) 、激光穀園區助力孵化創新創業(ye) 團隊,為(wei) 行業(ye) 發展增添新動能。(楊陽騰)
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