激光清洗即将爆发,谁将抢占下一个“风口”
发布时间：2021-05-24
近几年间，国内激光产业发展迅速，掀起了一股国产替代的浪潮。一方面，国内厂商集中向更高功率领域发起冲锋，万瓦激光打开应用大门。另一方面，熔覆、清洗及焊接等高附加值领域激光技术正在加速替代传统工艺，新的风口即将出现！
首份国标开始制定
下一个千亿市场正在打开
4月20日，《绿色制造激光表面清洗技术规范》项目启动会在武汉召开，来自航空、航天、轨交、机械、电力、国防等多个领域共23个单位的专家代表与会，重点讨论激光表面清洗技术国家标准大纲和初稿。作为激光器厂商代表，杰普特也协同客户深度参与了标准制定，完善技术指标与工艺参数。该标准预计明年下半年完成发布，由此将填补国内空白，进一步规范行业良性发展。相关数据显示，仅国内激光清洗市场潜在需求超过600亿元，全球需求在1000亿以上。一旦市场成熟，国内激光产业将获得巨大的增量市场。为此，产业链企业正在加紧布局！
《绿色制造激光表面清洗技术规范》项目启动会
一直以来，我国制造业的表面处理能力远远落后于生产，这也极大限制了制造业由大转强的进程。随着“十四五”战略规划的实施，特别是高端制造及节能减排对于先进工艺的需求愈发迫切。在表面处理方面，国内亟待技术和工艺全面升级。
传统的清洗工艺如机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、 强力冲击清洗、高频超声清洗等方法，不仅清洗周期长，难以实现自动化，对环境造成有害影响，且达不到理想的清洁效果，无法很好满足精细化加工需求。相对而言，激光清洗是一种更加高效和环保的工艺方式，具有无污染、无消耗品、成本低、效率高、无接触、无应力、无损伤、可控性好、可选区精密清洗、可清洗难以到达的危险区域等优点，正在对传统工艺发起挑战。
激光清洗技术诞生于20世纪80年代，到90 年代初期才真正进入工业生产中，并逐步取代传统的清洗方法。由于早期技术水平和人力投入相对有限，激光清洗市场整体发展缓慢。自1998年以后，激光清洗技术迎来了第一波发展浪潮，主要由欧美国家主导。在这一时期，激光清洗应用集中在金属材料表面，如飞机机身脱漆、模具表面除油污、发动机内部除积碳和焊前接头表面清理等。美国Adapt laser和Laser clean all公司、意大利的ElEn group公司以及德国的Rofin公司、法国Quantel公司等进行了大量投入，逐步垄断了市场。
反观国内，激光清洗技术起步较晚，早期也只是西安交通大学、大连理工大学、南开大学、华中科技大学和中科院等少数高校开展了部分研究工作。直至2011年才在文物修复等少量应用领域进行尝试。在环保减排的政策影响下，2016年国内工业激光清洗市场逐步打开，并在2018年迎来一轮关注热潮。上游激光器厂商如杰普特等，开始投入工艺研发并向市场推出激光清洗光源和便携式清洗解决方案，开始试水激光清洗市场。
在具体应用方面，华中科技大学材料科学与工程学院教授、博导王春明认为，目前激光清洗主要有三大市场：一是替代现有工业清洗（化学清洗与超声波），市场规模在1000亿以上，至少30%可以用激光清洗来替代，约300亿；二是替代人工打磨，可成为每一个制造车间的标配，约100亿；三是新开发应用领域：如文物清洗、建筑物清洗、街道清洗等，市场规模约200亿。
单从市场规模来看，激光清洗领域对于竞争日趋白热化的国内激光产业，无疑是一座非常诱人的金矿。为此，杰普特、锐科激光、创鑫激光、华工激光、大族激光、上海临仕激光、武汉翔明激光等厂商正在持续加大市场推广投入，加快催熟应用生态。
突破核心光源
助推激光清洗应用普及
从产业发展来看，国内激光清洗产业长期落后于欧美国家，最主要原因在于核心光源的限制。欧美国家激光产业起步早，长期主导了工业激光应用市场，占据了全球最主要的市场份额，当然也有更多的资源投入激光清洗等新兴市场，从而形成先发优势。
近几年来，随着国内激光厂商在核心光源领域不断打破国外垄断，由此带来了激光器价格的大幅度下滑，这也为国产激光清洗设备的开发和应用创造了条件。另一方面，薄板金属切割市场竞争已经白热化，国内厂商迫切需要找到新的增长点，以寻求差异化竞争。在多重因素推动下，国内激光清洗产业开始进入快车道。
杰普特清洗系列MOPA脉冲光纤激光器
目前国产激光清洗设备主要集中在中低功率范围，使用的激光器以MOPA脉冲光纤激光器为主。在该激光器领域，2014年以前国内市场几乎被IPG、SPI等国外公司占据，之后杰普特成功打破了国外企业垄断，实现了国产自主替代。凭借优异的光束质量、更加精准、灵活的脉冲序列控制等优势，获得了下游设备厂商的广泛青睐。并2015年一举实现销量反超，登顶全球销量冠军，为后续激光清洗设备的国产化创造了条件。
凭借在核心光源领域的技术创新和经验积累，杰普特针对激光清洗行业提供的50W-2000W功率段的CL系列光源，将国内激光清洗设备向高功率方向迈进，进一步拓展和丰富了下游应用市场。该系列激光器光源有单模和多模类型，从短脉宽高峰值功率到长脉宽大脉冲能量，可以满足不同应用场景。具体而言，短脉宽可以降低热输入，减少热效应，改善部分基材氧化变色等问题，大脉冲能量可以提高清洗能力，提升除漆等应用的效率，在轮胎模具清洗、零件油污去除、航空发动机叶片热障涂层与氧化膜清洗、金属除锈与除漆、漆包铜电感剥除漆等领域都有广泛应用。
杰普特CL 50W-2000W除漆演示视频
对于未来市场走向，杰普特也有自己的观察：“激光清洗想要走入规模化应用，离不开新技术和新工艺的创新。公司将继续坚持激光器+的定位，控制好发展节奏稳扎稳打，为客户提供更具竞争力的产品方案，和产业界一起把国内激光清洗市场做大！”
破解产业难题
为制造业升级赋能
由于表面处理涉及的场景非常复杂，加之物体表面附着物的成分和结构不同，激光与之作用的机理也各不相同，从而导致了激光清洗不像切割、打标等应用易于全面推广，需要企业具备很强的工艺研发能力。另外，激光清洗还具有单一性，如何利用一种激光器实现不同基体材料的清洗，对于激光器厂商而言也是一个非常大的挑战。
从目前进展来看，国内激光清洗设备虽然在功率上不断突破，开始逐步实现高功率领域的国产化替代，但是真正成熟的设备并不多，大多数还处于实验调整阶段。对此杰普特认为：“大规模工业化应用，对激光清洗设备稳定性及自动化水平都提出更高要求，需要从激光器、运动控制、激光头等环节综合考虑及优化。凭借在平台化技术方面的积累，公司将继续与上游供应商及下游客户保持密切配合，不断优化设计，加快激光清洗技术在高端制造领域普及。”
除此之外，任何先进的技术和工艺被市场接受还需要一定的周期。从2020年市场表现来看，随着杰普特等厂商持续加大投入，不断升级迭代产品，国内对于激光清洗市场的热情也慢慢高涨了起来，上下游产业链关注度也越来越高。加之首份国家技术标准的启动制定，将进一步规范国内激光清洗市场，为下游应用生态的进一步打开奠定基础。
从应用领域来看，随着制造业升级的进一步实施，模具、高铁、航空制造、半导体硅片等领域都有很强的替代传统工艺已达到环保需求，国内厂商需要抓住机遇，加强产业链协同合作，共同推进激光清洗走入规模化应用，为高端制造赋能！
总结
我国激光清洗市场尚处于产业初期，市场开拓及工艺替代过程中势必也会面临诸多挑战。以杰普特为代表的国内厂商已经实现了关键器件的国产化，并验证了激光清洗技术工艺的可行性，下一步将在工艺创新方面不断迭代，为激光清洗市场全面打开贡献力量！
作者：huahua
