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欧菲光加码布局激光雷达,打造第二增长曲线

在汽车智能化浪潮推动下,国内激光雷达市场迎来迅猛发展。据高工智能汽车研究院监测数据显示,今年1-10月中国市场(不含进出口)乘用车前装标配搭载激光雷达7.42万台,而上年同期搭载量不到万台。高工智能汽车研究院预计,2023年汽车激光雷达前装放量将是大概率事件。


华西证券研报表示,目前车载激光雷达市场处于爆发前夕,千亿市场正在开启。根据测算,预计我国乘用车领域激光雷达市场空间在2025年将达到261亿元,到2030年将达到980亿元;乘用车领域激光雷达市场规模未来3年复合增速能达到200%+,2025年至2030年复合增速达到30%以上。


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与此同时,搭载激光雷达的量产新车发布量迅速增加。2021年,国内配装激光雷达的量产车型仅有小鹏P5;今年以来,这个数字达到了16款之多,其中,配装超过1颗激光雷达的车型有9款,配装最多为4颗。随着国内外造车新势力智能驾驶系统不断启用激光雷达方案,全球汽车行业对于激光雷达的产能需求骤然攀升。


从产业链来看,车载激光雷达上游为光学和电子元器件,中游为激光雷达整机厂,下游主要由整车厂和Tier1厂商组成。有分析师表示,上游光电器件厂商的产品性能和成本不断改进,中游激光雷达主机厂技术路径快速迭代,共同推进激光雷达在车载市场的蓬勃发展。华西证券表示,激光雷达爆发前夕,整机厂及上下游均有望受益。


作为光学行业的头部企业,欧菲光自2015年起进军智能汽车领域,通过收购华东汽电和南京天擎,顺利成为国内整车厂商的Tier 1供应商,如今已取得20余家国内汽车厂商的供货商资质,并积极进行国外汽车厂商的供应商资质认证。


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在激光雷达领域,欧菲光进行了前瞻布局。欧菲光在投资者互动平台表示,公司将推出纯固态激光雷达,目前公司的纯固态激光雷达已与国内多家主机厂、造车新势力进行首次技术对接。根据开发规划,预计2022年四季度将迎来一轮测试样机预定排队潮。


据欧菲光透露,这款纯固态的激光雷达方案为 Micro-flash 微闪光模式,优势为:内部不包含任何旋转结构,在提供较高的探测距离和角分辨率的同时,还能提供车规级产品的可靠性和稳定性;公司激光雷达采用半导体技术,以每秒 1000 次的速度逐个激活 VCSEL 发射激光进行扫描,每个 VCSEL 会照射到特定的 SPAD 阵列像素上;此激光雷达可以灵活配置,根据不同的造型需求组合激光组件,轻松匹配各种安装位置要求;另外,通过匹配不同透镜模组,还可以实现不同 FOV、角分辨率的设计。


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凭借光学光电领域多年的技术优势,目前欧菲光深度布局智能驾驶、车身电子和智能中控,以光学镜头、摄像头为基础,延伸至毫米波雷达、激光雷达、抬头显示(HUD)等产品,丰富产品矩阵布局,为客户提供全方位的产品和服务。


欧菲光车载业务的核心竞争力是提供系统级解决方案的能力。公司立足于先进传感器,同时积极拓展硬件、软件和算法能力,公司可定制开发自动泊车系统,周视系统,行泊一体驾驶域控制器,集成以太网关的车身域控制器,仪表中控,HUD等系统级产品。具有未来走向跨域融合的实现能力。


国泰君安表示,2022年是激光雷达上车元年,自动驾驶加速渗透带动激光雷达放量,行业确定性极高,2022年预计出货量20-30万台,2023年预计出货100万台。激光雷达将从0到1的突破阶段走向从1到N的大规模量产上车阶段。欧菲光将加码布局激光雷达等智能汽车赛道,从研发、销售和生产等全方位加大资源配置,让智能汽车业务大放异彩,力争实现到2025年智能汽车业务收入规模行业领先。



来源 : 南早网 发布时间 : 2022-12-07

激光清洗在医学领域的应用与前沿探索

心血管疾病是全世界主要致死原因之一:中国心血管病患病率年均增速为 9.85%,仍处于上升阶段。据《中国心血管健康与疾病报告2019》推算,心血管病现患人数 3.30 亿,在我国的心血管疾病患病率中,心脏瓣膜类又占据近1/3的比重。2018年中国心脏瓣膜疾病患者为2720万人,《中国心外科和体外循环数据白皮书》显示,随着人口老龄化程度的加深,预计2025年会达到3130万人。

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2020年心血管病种分类占比
心脏瓣膜是心脏的基础结构,可能因为先天或者后天的炎症等原因发生关闭不全(反流)、瓣膜狭窄等病变导致死亡。瓣膜病主要分为四大类:主动脉瓣狭窄、主动脉瓣返流、二尖瓣返流、三尖瓣返流。对于严重的瓣膜性心脏病患者,更换人工心脏瓣膜是最为有效的治疗手段。
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人工心脏瓣膜植介入示意图
人工心脏瓣膜可以分为:由热解碳制作的机械瓣,和由猪、牛的心包组织交联制作的生物瓣。机械瓣的设计使用寿命更长(50年以上),但是更易发生相关并发症,并需要终生服用抗凝药并检测凝血功能;生物瓣的使用寿命比机械瓣短(10-20年),优势则是不用长期服抗凝药。
 
在欧美国家生物瓣应用较多,达到75%以上,在我国早些年则是机械瓣占主导。近年来随着生物技术的发展,生物瓣膜耐久性低这一缺点也逐渐被克服,研究数据证明牛心包生物瓣膜的20年生存率已达到90%以上,远远高于机械瓣膜的45%左右。
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牛心包生物瓣膜

在生物瓣材料中,牛心包组织因为力学性能最好,拥有比猪主动脉瓣更长的耐久性而成为欧美市场的主流产品。用于心脏外科手术植入替换病变、损伤、畸形或先前植入的主动脉瓣、二尖瓣和三尖瓣。


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从牛心包组织到激光清洗 

尽管心包作为原材料很受关注,但牛心包组织本身固有生长的纤维、脂肪却容易影响组织本身功能的行使。此外,心包的摘取环境为普通屠宰环境,原材料有各种异物灰尘粘附在组织纤维面,目前去除方式是靠手工进行摘除,不仅效率低,而且还容易造成组织片的误伤,存在一定的返工率。

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受过训练的人员在清除心包附着的脂肪

心包组织厚度大约为0.3-0.4mm,在较粗糙的一面存在50um左右的粗纤维。因为基材较薄,污染物生长在基材表面,难以采用化学或超声波等其他清洗方式进行去除,目前每个瓣膜的手工制作时间大约需要12-18个小时,大多采用人工的方式用镊子一点一点去除表面纤维然后缝合,效率很低且纤维清除效果并不好。

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电镜下的牛心包纤维

水滴激光的脉冲激光清洗设备可应用于心包组织表面的纤维清除工作中。激光清洗是用激光能量穿透物体表面使电子吸收能量,转移到晶格产生震动,在10皮秒的时间产生宏观温度使污染物汽化,从而达到清洗目的。水滴激光对心包样片表面纤维去除进行了相关工艺测试,经过多次调试后发现采用特定工艺进行清洗可以将粗纤维清洗干净,清洗后心包组织表面光滑,且无烧焦、变色等痕迹。

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水滴激光清洗测试

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激光清洗后的牛心包组织示意(因样品后续保存不当,存在损伤)

生物组织的应用越来越广泛,而无论是牛心包组织、猪主动脉瓣还是猪心包组织等这些主要的生物组织来源前期生产的洁净工序都大同小异,人工处理表面纤维、异物和污染尘的方式一定程度上影响了产品的生产节拍和品质。激光清洗技术可以在这方面弥补和提高产品的生产效率。


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从激光清洗到医疗器械 

关于牛心包组织的应用只是水滴激光在医疗器械领域中应用的一个案例,事实上,医疗器械中拥有广阔的激光清洗应用前景:从牛心包到眼角膜类的生物补片、从植介入式的医疗器械到普通临床医药设备,对无接触、高精度的清洗需求是一个庞大,而亟待填补的市场。

举例而言,植入介入式医疗器械需要进入人体,安全且有效是植入介入式医疗器械的核心指标。无放射性、无毒、无污染以及与人体良好兼容性是其材料的一般选择,这便要求在植入介入式医疗器械的加工过程中,需要保证材料的本征特性,这意味着不能对材料的物理、化学,以及结构性质造成不良的变化。激光加工技术在这方面逐步成为器件加工的首选技术。

因为激光清洗具有非接触无污染、微米级加工尺度、不改变生物材料本身化学或物理特性、不损伤基材等清洗优点。相较于人工清洗或化学清洗剂来说都更“干净“,也更适合植介入医疗器械这类对清洁有特殊要求的医疗设备。
 
除了人工生物心瓣膜和各类补片外,其他由机械或生物组织制作的如导管、冠状动脉支架、球囊、治疗先天性心脏病的封堵器、牙科的植入物陶瓷材料等都各类医疗器械能应用到激光清洗。


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治疗先天性心脏病的镍钛合金材质封堵器

目前超声波清洗、等离子清洗等工业清洗方式已经在医疗器械应用中大范围普及,成为实验室或临床设备的"标配",激光清洗则因为产业化时间太短,大多数人依然对其有些陌生,目前还未能在医疗器械领域有所建树。

但随着我国相应学科的科研成果逐渐投入市场,相信在未来激光清洗会在更多医疗器械生产上发挥更重要的作用,大放异彩。


来源 : 水滴激光 发布时间 : 2022-11-29

深圳镭沃引领精密激光锡球焊接技术变革

圳市镭沃自动化科技有限公司(以下简称“镭沃”)成立于2014年,公司秉承“稳健务实、追求卓越”的经营理念,在激光加工自动化装备领域深耕近10年,一直致力于激光锡球焊接技术的突破和产业化应用,是一家集研发、设计、生产、销售和服务为一体的精密激光加工及自动化设备整体解决方案提供商。

成为全球最佳智能激光解决方案提供商,是镭沃的企业发展远景。公司基于战略目标,导入了现代化的管理体系,通过了ISO 9001:2015质量管理体系认证,制定并贯彻落实公司创新发展战略,每年持续加大研发投入。围绕公司核心产品,公司目前已拥有众多自主核心知识产权,且成为深圳市专精特新中小企业及国家高新技术企业。

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镭沃为国内首家自主开发精密激光锡球焊接自动化成套设备及产线的服务商,同时也是全球首家研发和制造全自动锡球焊接、检测及点胶一体化设备的供应商,核心产品具备“高焊接精度、高效能、非接触式、绿色无污染”等产品特性。为满足客户多样化、新工艺、新技术和质量不断提升的需求,镭沃构建SMART服务价值体系高质量服务于客户,并通过“市场分析验证——技术要求评审——满意性设计生产——客户使用反馈”,形成批量精密激光锡球焊接自动化成套设备快速定制模式,进一步完善公司精密激光设备多元化出口结构。同时,在质量、服务与售后上不断提升,让越来越多的海内外客户对镭沃精密激光锡球焊接自动化设备的信赖。

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目前,镭沃产品在国际国内手机品牌摄像头模组锡球焊接市场已被广泛应用,设备远销到美国、日本、韩国、以色列、新加坡、越南、泰国、马来西亚、菲律宾、印度、捷克、匈牙利、摩洛哥等国。镭沃目前不仅是苹果、三星手机摄像头模组锡球焊接加工装备的独家服务商,同时也为华为、小米、OPPO、VIVO等世界头部企业提供产品及服务,在高智能全自动精密激光锡球焊接集成设备行业的高端市场占有率超过90%。其中自主品牌“LASERVALL”在激光标记设备和激光锡球焊接设备领域具有较高的知名度及影响力,为《品牌中国》栏目重点推荐的品牌之一。

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随着5G通讯技术在电子应用领域的全面渗透以及市场需求的推动下,3C产品制造行业将会得到高速发展,未来会有更多领域应用到先进的锡球焊接技术。近年来,镭沃新产品和新技术不仅仅在高端手机摄像头模组焊接制造领域得到广泛应用,手机内VCM马达锡焊工艺也正逐渐大规模使用激光锡球焊接技术。镭沃通过新产品、新技术及新工艺的开发,目前已成为国内头部VCM马达生产商如立讯精密等企业在内的激光加工设备供应商,而这些生产商生产的VCM马达总量超过中高端市场份额的50%。

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镭沃已成为高智能全自动精密激光锡球焊接集成设备细分领域的行业龙头企业,核心产品营业收入占公司总收入70%以上。相信不久的将来,镭沃会继续积极探索,前行不辍,通过技术创新和产品线的延伸,将精密锡球焊接技术应用到更加广泛的领域,为客户创造更大的经济价值,赋能智能制造产业高质量发展。




来源 : 爱上半导体 发布时间 : 2022-11-25

极耳晶体取向对锂离子电池激光焊接的影响

激光焊接是将高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法,与其他传统焊接技术相比,具有焊接速度快、穿透能力强、可对难熔材料与异种材料施焊和焊缝成形良好等优点,近年来在一些微、小型零件的精密焊接中得到普遍应用。锂离子电池近年来发展迅速,生产的自动化加工水平逐步提高,激光焊接在对一些关键部件进行焊接时具有明显的优势。如软包装电池在模块成组时,需要对极耳与汇流排进行焊接。在焊接过程中,铜镀镍材质极耳经过折弯、整形后,与框架的铜汇流排激光焊接一起。该工序要求一定的自动化效率,对于焊接强度的一致性要求较高,以保证电池性能的一致。

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根据离焦量(即激光焦点与作用物质之间的距离)的不同,激光焊接可分为深熔焊和热传导两种方式。极耳焊接一般都采用深熔焊和负离焦量(激光聚焦点在下层金属上),形成熔池,俗称小孔焊接。焊接存在的问题一般有过焊和虚焊。除设备设定的焊接参数影响外,焊接强度还受金属材质对激光吸收率和反光率的影响,如表面粗糙度不同,形成激光吸收率的差异,就会导致过焊或虚焊的情况。金属表面若存在有机物,或金属材料本身含有一定的气体和低熔点金属(如锌)等,在焊接过程中,这些物质会瞬间气化,当熔池物质的凝固速度大于气体的排出速度时,就会形成气孔,造成焊接面积降低,出现焊断的情况。电池极耳制备用的铜带多采用压延工艺,生产工艺对材料晶型取向会产生的一定的影响,而铜的不同晶面的特性有一定的差异。激光加工是一个复杂的物理、化学过程,当与材料相互作用时,材料的不同晶面会产生不同的热、机械响应,对激光加工过程和效果产生影响。

本文作者拟从材料理化和晶体结构等方面,针对负极铜极耳在激光焊接中出现焊接异常的影响因素进行研究,以期对激光焊接工艺提供指导。

1.实验
1.1  实验材料

负极采用铜镀镍极耳,尺寸均为0. 2mm×45. 0mm。样品 1(上海产)和样品 2(山东产)各10个,在实验前用10%NaOH(国药集团,AR)溶液和无水乙醇(运城产,AR)对表面进行清洗处理。模块框架采用双并连结构,铜汇流排的规格为1. 5mm×12. 5mm×79. 0mm。
实验时,为排除镀层对成分的影响,先用砂纸(1800目)对极耳样品表面进行打磨,直到表面呈现均匀的金黄色基材铜层,再用无水乙醇清洗,然后进行相关测试。该类样品标记为基材。
1.2  焊接及测试

先将电芯粘贴至框架上,将负极极耳紧贴框架汇流排,确保不出现歪斜、褶皱。用YLS-3000激光焊接仪(深圳产)进行焊接,焊接功率设置为(2. 85±0. 15)kW,采用氮气保护,有效长度控制在 37~40mm。
焊接完成后全检极耳,确保不出现虚焊、漏焊、断焊及焊穿等现象。固定汇流排,180°弯折极耳焊接外露端3次,用HP-500型拉力机(浙江产)夹紧极耳进行检测,要求弯折不能折断,且拉力至少为80N。
1.3  样品分析

用 HV-1000Z 型显微硬度计(莱州产)进行极耳硬度测试;用 ET3C电解测厚仪(深圳产)进行极耳镀层厚度测试。采用UL TRA55 型扫描电子显微镜(德国产)和 Oxford X-max 80型X射线能谱仪(英国产)进行微观形貌分析;用ICAP 7400型电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)仪(美国产)进行元素含量测试;采用 CDM-20C型金相显微镜(上海产)进行极耳截面分析;采用 Ultima IV型X射线衍射仪(日本产)研究样品晶体结构,CuKα,波长 0. 15406nm,管压40kV,电流 40mA,扫描速度为 10(°) / min,步长 0. 02°。
2.结果与讨论
对于金属间的激光焊接效果判定,常规手段是测试拉伸强度。拉伸强度主要体现了微观上焊接区域的一致性。焊接后进行拉力测试,对照焊接测试标准,样品1中有6个满足要求,样品2中有6个不合格,且经过拉力测试,焊接处断裂(样品2中6个样均在拉力小于80N时就断裂,且180°弯折极耳焊接外露端,均发生断裂)。针对出现的焊接异常情况,对样品进行综合理化方面的分析。
2.1  硬度及镀层厚度分析

铜镀镍极耳是在铜极耳表面通过化学镀工艺镀一层金属镍,镍层除了防止铜被氧化之外,还能提高极耳表面硬度,具有一定的机械强度。测试样品1和2的硬度和镀层厚度,从结构上分析两者之间的差异,结果见表1。

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表1 不同极耳硬度及镀层厚度分析

从表1可知,样品1的硬度偏低,但是镀层厚度相对较厚。样品2的硬度相对较高,但是镀层厚度相对偏低。从理论上分析,镀层会增加硬度,镀层越厚,硬度越大。这可能与基材本身材质有关。
2.2  元素分析

采用 ICP-OES分析金属或一些非金属元素含量,通过组分来判断两种样品在基材上是否存在差异。不同极耳及表面处理样品的分析结果见表2。

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表2 不同极耳及表面处理样品的 ICP-OES 分析结果

从表2可知,除Ni外(砂磨处理后仍然存在微量的Ni,可能与表面处理方式有关,微观下局部未处理干净),其他元素的含量都低于50mg/ kg,包括低熔点的Zn、Na 和K,均属于正常范围。两种样品在成分上接近,没有明显的差异。测试时,对各常规元素都进行了分析,除表2中列出的元素外,Co、Mn、Al、Pb、Ti、Si、Zr 和 P等元素的含量均低于1mg/ kg或是 ND。
2.3  形貌分析

采用 SEM 对极耳表面形貌进行观察,并通过EDS分析表面元素分布,结果如图1和表3所示。

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图1 不同极耳的表面微观形貌

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表3 不同极耳表面EDS数据

从图1可知,两种样品的镀层形貌有明显差异,样品2表面镀层的均匀性比较差。结合EDS数据可知,样品1中的n(Ni):n(Cu)为 57.76:1.57,样品2 为 44.32:2.02,样品2中 Ni含量偏低,且整体镀层均匀性较差,部分铜裸露出来,造成 n(Ni):n(Cu)低。镀层的均匀性除与化学镀工艺有关之外,与Cu基材也有一定关系,不同工艺制备的Cu,表面形貌会有较大的差异,对于后续镀镍的影响较大。
为排除镀Ni层对焊接产生的影响,两种样品各取1只,表面打磨后进行焊接及强度测试。样品1、样品2的焊接拉力分别为103N、71N,与未打磨的一致,因此可以排除镀层对焊接的影响。不同极耳抛光处理后的横截面金相显微形貌见图2。

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图2 不同极耳横截面的金相显微形貌

从图2可知,样品1的晶相组织均一,而样品2中晶界明显,存在杂乱的纹路。这表明,两者在制造工艺方面存在一定的差异,造成基材金相结构有偏差。
2.4  晶体结构分析

极耳铜基材在整个生产过程中,涉及到多次退火和压轧,对于铜基材的晶体取向可能造成一定影响。对两种样品及焊接后的极耳进行XRD分析,结果见图3。
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图3 不同极耳的XRD图

从图3可知,各样品的衍射峰与Cu的标准谱(PDF:04-0836)、Ni的标准谱(PDF:04-0850)相符,无其他衍射杂峰。对比样品1和样品2可知,焊接前,铜(200)晶面的衍射峰差异较大,样品2与样品1的强度比为2.66;焊接后,差异增加,强度比为7.99,可能是焊接过程中局部高能热量对晶体结构产生一定的影响,更有利于提高晶面的取向性。
激光焊接结构的破坏大多来源于焊缝熔合区,晶面取向对焊缝的机械性能有着重要影响。在焊接结束后,熔合区由高温熔池状态快速冷却,内部结构重结晶,过程中晶粒形成受基材本体的晶型取向影响,会提高结晶晶面的取向度,与焊接后的铜(200)晶面衍射峰值升高规律一致。
材料的晶面取向不同,表面能和表面原子密度不同,晶型结构的取向不同,导致微观上表面活性及化学势能存在差异。深熔焊在形成熔池的过程中,激光在不同晶面上的吸收效率以及热量传导速率不同,工艺参数下的焊缝强度也存在差异。激光焊接的本质是激光与材料之间的相互作用。激光束照射到材料表面(或内部)时,金属的自由电子会反射大部分激光,同时一小部分激光被金属内部的束缚电子、激子、晶格振动等吸收,从而发生能量的转移与传导。极耳焊接属于激光深熔焊,焊接材料在激光高温下熔化,表面熔化的材料会气化,金属液体在金属蒸气的反作用力下,向材料表面四周排挤,并形成熔池凹陷。随着焊接的进行,内部结构不断熔化,凹陷加深,当停止焊接时,被排挤出去的金属溶液回流至凹陷内,冷却后完成焊接。根据金属学原理,晶面间距越大,晶面上原子排列越密集,反之则越稀疏。铜具有面心立方晶体结构, 晶面间距由大到小依次为 (111)、(200)、(220)和(311)。(111)晶面的原子排列比(200)晶面密集,对应的自由电子密度更大。晶面取向不同的材料,(111)峰强度I111与(200)峰强度I200 的比值I111/I200可反映原子的密集程度,比值越大,对应的原子排列越紧密或自由电子密度越高。当激光作用在材料表面时,材料的自由电子密度与激光的反射成正比,未焊接极耳样品1和样品2的I111/I200 均值分别为1.08、0.35,说明样品 2 更有利于激光能量的吸收和传导,加剧材料内部的熔化速率和熔池的凹陷,并提高材料气化的程度,大量气体不易排出,导致焊接有效截面减小,焊接强度降低,严重时会造成过焊。焊接后的极耳,样品1和样品2的 I111/ I200 分别为 1.12、0.09,对它们重新进行激光焊接,规律一致。焊接强度与XRD不同晶面峰强度比值有一定关系,I110/I200越高,焊接的质量越好,因此,从本质上讲,晶体取向会对激光焊接质量产生影响。
3.结论
本文作者从物理和化学特性对极耳进行分析,并结合XRD、SEM、EDS和 ICP-OES 等手段,对晶体结构及表面形貌进行分析。镀Ni层对激光焊接效果没有本质的影响,而基材铜的晶体取向对焊接效果影响较大,对比新极耳和焊接后的极耳,结果相同。对基材铜生产工艺的影响,实验暂未进行综合分析,但初步得出晶体取向对于激光焊接效果有关联影响:I110 / I200 越高,焊接质量越好。目前,激光焊接技术在锂离子电行业应用日益广泛,除了极耳焊接,在电池壳体焊接以及电池组结构件焊接方面应用日趋成熟,而焊接基材的晶体结构对于激光焊接的影响,在一定程度上也会影响电池性能和生产效率。本研究可以为电池行业的生产和研发提供焊接方面的理论指导。

来源 : 《电池》期刊第51卷第6期 作者: 罗传军 发布时间 : 2022-11-17

激光清洗技术在静音轮胎毛化领域的应用

新能源汽车比常规内燃机汽车更安静,新能源汽车的发展也对轮胎噪声的控制提出了更严格的要求。新能源车轮胎在橡胶配方、轮胎高宽比、轮胎体积、胎面材料、胎面花纹等方面进行改善便可更加适应新场景的需求。

激光清洗技术作为一种"绿色"清洗工艺,在静音轮胎生产制造过程有着良好的应用,利用聚焦的高能量激光束,照射有机高分子材料表面,使材料表面发生物理、化学变化,从而改变其性能。能够有效提高轮胎质量及生产工艺,提升轮胎和车身的匹配性,改善整车的综合性能。通过在轮胎内壁涂覆软固态胶状高分子复合材料,实现防爆、防扎、防漏功能,同时在防漏胶表面粘贴上一层聚氨酯海绵,实现隔音隔热,吸收空腔噪音的静音效果。

激光清洗能够有效轮胎内壁上残余的隔离剂,提高复合材料的涂覆和聚氨酯海绵的粘贴。清洗过程不用耗材,对轮胎无损伤,效率高、一致性好,可实现自动化清洗。

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图1  图2 激光处理轮胎内壁激光清洗内壁

通过选用脉冲激光设备,通过制定合理的工艺流程,对样件进行评估。通过达因笔测试,获得不同参数下的表面张力数值。结果显示,不同的工艺参数(激光能量密度,处理效率)会对轮胎内壁的表面张力产生影响,针对静音轮胎的生产流程要合理制定工艺参数。通过测试,激光清洗均匀,满足基材损伤远满足要求。清洗后内面摩擦系数提升>37mN/m, 表面张力达到40dyne/cm。

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图3 系列达因笔测试结果

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图4 粗糙度测试及结果

使用粗糙度测试仪对激光处理后表面进行测试,区域为S1-S4,对应不同的工艺参数,测试标准为ISO1997,曲线为R,滤波为GAUSS。结果显示,不同参数对表面粗糙度有不同程度的影响,在图中,S3区域的粗糙度最大,与达因笔测试结果相吻合,且激光处理后大大增加了表面的粗糙度。

在1000倍下观察发现激光照射的地方出现大量的普遍分布的小凹块,颗粒尺寸达到微米级别,当激光打在物质表面,会破坏橡胶链状结构,产生这种不规则的凹块特征,提高表面粗糙度。

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图5 强远激光轮胎内壁毛化清洗工作站

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山东产研强远激光科技有限公司作为山东省科学院激光研究所、山东省产业技术研究院、山东山科控股集团有限公司股权投资企业,专注于激光清洗/焊接设备研发、生产、销售及综合解决方案。针对轮胎行业已开发出轮胎模具激光清洗自动化线、移动式AGV清洗平台、轮胎内壁毛化清洗工作站等一系列产品,收到客户一致好评。开发的轮胎内壁毛化清洗工作站轮胎内壁表面杂质去除率可达99%以上,清洗效率达到20cm2/s,设备通用性大,满足市面主要轮外规格清洗,可针对客户要求定制。相关激光设备经权威机构检测计量,通过ISO9001质量管理体系认证。



来源 : 山东产研强远激光 发布时间 : 2022-11-10

高功率薄片激光器基横模输出有了新方法

近日,中国科学院大连化学物理研究所化学激光研究室(七室)李刚研究员、金玉奇研究员团队在薄片激光器光束质量控制研究方面取得新进展,提出了一种在全泵浦功率范围内使薄片激光器连续输出并保持光束质量接近衍射极限的新方法,并对其光束质量控制机理进行了深入研究。

薄片激光器是一种半导体泵浦的、增益介质为薄片状晶体的新型固体激光器。薄片激光器同时具备高平均功率、高脉冲能量、高光束质量的特性,在EUV光源、光学频率梳和阿秒脉冲产生、激光微加工以及国防领域具有重要应用前景。然而,薄片激光器中最核心的多通泵浦薄片模块技术常年为国外所垄断,且72通泵浦模块对国内禁售。

本工作中,科研人员提出了一种薄片激光多通泵浦方案,并设计制造了自主知识产权的72通泵浦模块,以此为基础开发了一种在全泵浦功率范围内使薄片激光器输出激光的光束质量保持衍射极限的方法。该方法的核心是通过将薄膜偏振片和四分之一波片组合成一个新型输出耦合器,从而实现激光谐振腔的输出耦合率连续线性可调。通过实时调谐谐振腔的输出耦合率,在整个入射泵浦功率范围内都获得了接近衍射极限的光束质量(<1.2),平均输出功率超过210W。科研人员通过谐振腔衍射损耗模拟仿真给出了光束质量控制机理。对于类似通过衍射损耗实现基模横输出的谐振腔,连续可变输出耦合器在增强薄片激光器输出性能方面有着良好的应用前景,这为将来的千瓦级纳秒激光器和焦耳级皮秒激光放大器的研制奠定了良好的基础。

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该团队在薄片激光器的研制方面,经过多年的技术攻关,此前取得了系列研究进展,包括薄片多通泵浦模块的主动对准技术,用于薄片增益晶体的多孔泡沫结构冷却排列系统,研制了最新一代的72通薄片泵浦模块以及百kHz高功率腔倒空薄片纳秒激光器,基于72通泵浦模块的百fs克尔透镜锁模薄片激光器(《中国激光》,2022)等。

相关研究成果以“Resonators with a continuously variable output coupling rate to enhance output performance of Yb:YAG thin-disk lasers”为题,于近日发表在Optics Express上。该工作的第一作者是该所704组博士研究生戴隆辉。上述工作得到大连市科技创新基金、中科院大连化学物理研究所创新基金等项目的支持。




来源 : 中科院大连化学物理研究所 发布时间 : 2022-11-07

镭神智能CEO胡小波:中国激光雷达实现了逆袭

近日,全球知名市场研究与战略咨询公司Yole Intelligence发布了《2022年汽车与工业领域激光雷达报告》,报告指出,中国在全球汽车激光雷达市场中处于领先地位,来自中国的供应商正在成为这一领域的佼佼者。

针对报告提出的观点,记者专访了我国激光雷达头部企业之一镭神智能CEO胡小波胡小波告诉记者,经过行业内企业不断探索,我国激光雷达的各项技术发展及感知性能均已走在全球前沿,应用场景已拓展至各行各业,不仅在自动驾驶领域,在其他民用工业领域也被广泛采用,实现了我国激光雷达的逆袭。
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镭神智能CEO胡小波(图源:阿里云创新中心)

国内激光雷达应用领先


报告统计了全球十余家头部激光雷达研发制造商在汽车和工业市场应用的份额,2018年到2022年,中国的激光雷达供应商占据前装定点份额的50%,大幅领先于美国、法国、德国、日本、以色列等拥有激光雷达企业的地区市场。

报告还认为,2021年汽车与工业领域的激光雷达市场规模高达21亿美元,相较2020年增长了18%。2027年,汽车与工业领域的激光雷达市场规模将达到63亿美元。在汽车领域的应用是激光雷达技术发展的主要驱动力,自动驾驶技术也推动了激光雷达市场,预计市值将从2021的1.2亿美元增至2027年的6.98亿美元。

我国出台了一系列鼓励自动驾驶的政策,推动了激光雷达产业的快速发展,也因此涌现出一大批拥有核心技术的新创企业。

1550nm助力自动驾驶


在1550nm光纤车规激光雷达推出之前,汽车前装主要以905nm半导体激光雷达为主雷达,1550nm光纤车规激光雷达以其较突出的远距探测优势,在自动驾驶领域获得一席之地。

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胡小波告诉记者,905nm激光雷达10%反射率探测距离约为150m-200m,1550nm激光雷达10%反射率探测距离可达250m,从人眼安全的阈值比较,1550nm激光比905nm激光高出一万倍以上,即1550nm激光雷达在保障人眼安全的前提下可携带更大的功率,功率越高探测距离越远,探测距离越远,留给汽车反应的时间越充足,即安全冗余值更大。“在高速公路上行驶,安全冗余较大尤其可贵。”胡小波说。

1550nm波长激光是纯单模,光束质量好、光斑小、发散角小,对于小物体远距离探测能力更强。但事物都有两面性,1550nm光纤车规激光雷达优点虽然很突出,很多不懂光纤激光行业的人认为其缺点也明显。很多车企需要下很大的决心才愿意采用1550nm激光雷达,对很多车企和消费者来说1550nm激光雷达是一个相当“奢侈”的选择,因为对于没有光纤激光器及核心光器件自研自产能力的光纤激光雷达组装公司而言,一颗1550nm光纤激光雷达的成本比905nm半导体激光雷达的高出不少。不过,胡小波认为,随着L4级自动驾驶到来,产销量越来越大之后,规模效应将发挥效应,可降低1550nm光纤车规激光雷达的成本与体积。镭神智能已实现自研自产光纤激光器、十多种高功率核心光器件及生产光纤核心器件的自动化设备,不仅能保障1550nm光纤激光雷达的一致性及可靠性,其探测性能远超905nm激光雷达,还能大幅降低整机量产成本,与905nm激光雷达价格相差无几,消除车企的成本顾虑,也进一步加速高阶自动驾驶发展。因此,胡小波认为1550nm光纤车规激光雷达将成为L4级别以上自动驾驶汽车前装的唯一正确选择。

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镭神智能走在前列


前不久,镭神智能发布图像级1550nm光纤车规激光雷达LS系列,采用自研自产高性能的光纤激光器,在环境感知能力、成本控制能力以及尺寸上取得了突破。据了解,整机尺寸为225×120×45mm,较同类产品小20%以上,是全球最小尺寸的1550nm光纤车规激光雷达;图像级1550nm光纤车规激光雷达的点云成像细腻,更能凸显细节,实现图像级点云效果,支持配置128线、256线及512线的扫描通路,测点速率分别可达到160万点/秒、320万点/秒、640万点/秒;提供ROI区域个性化定制,ROI区域点云密度等效512线/800线/1200线;搭载LS系列的车,可以在250米处探测到40cm×13cm大小的物体。这个全球最小1550nm光纤车规激光雷达为自动驾驶装上更为精妙的“眼睛”。

胡小波告诉记者,LS128S1/LS128S2已投入量产,全自动化产线已经开始调试了,投入使用后年产能达到20万台,加上目前已有的生产线,最大产能达到68万台。

镭神智能即将推出一款128线905nm车规级混合固态激光雷达CX128S1,拥有45mm超薄尺寸,在10%反射率条件下探测距离可达180m,拥有156万点/秒测点速率,实现高精度环境感知,提升智能驾驶安全冗余。

镭神智能多传感器融合环境感知系统可应用于自动驾驶领域,将激光雷达+摄像头+毫米波雷达+组合惯导安装在车顶一体式结构中,方便做传感器时间同步和空间同步,对自车周围的道路环境进行检测,以实现多传感器融合优势互补。通过数据融合算法处理提取出道路的可通行区域、车道线信息、障碍物属性以及障碍物运行状态信息,同时可对道路环境进行定位建图,以保证车辆安全行驶方案。

胡小波告诉记者,未来真正实现自动驾驶,绝对是采取“聪明的车+智慧的路”组合方案,所以镭神智能不仅助力汽车的自动驾驶,也在布局车路协同应用方案。

镭神智能车路协同路侧感知系统为车路协同提供全时空动态交通信息采集与融合,通过对探测范围内行驶在交通道路上的各种机动车、非机动车、行人等进行精准的检测、识别处理,获取目标位置信息,再经传输设备将有效信息广播给交通管控中心和该区域内安装有车载设备的车辆,实现路况险情提前预警,提高通行效率,从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。目前已在北京、上海、广州、深圳、苏州、西安、郑州、许昌、重庆、武汉、天津、常州、常熟、成都、三亚、青岛、柳州、荷兰等国内外完成70多个项目落地实施。

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镭神智能多线激光雷达3D Slam定位技术在技术成熟度及市场应用上明显远超欧美日发达国家2代以上,是以3D激光雷达为主传感器,通过对激光雷达、IMU、里程计、GPS等各类传感器进行数据融合处理,配置高性能处理器实现对无人车环境的建图以及匹配定位功能,适用于100%室外及99%室内场景,且无需辅助设备,1-2周即可完成批量部署,投入使用快,且成本低,可搭载于各种应用场景类的低速无人车、机器人、无人叉车、AGV等低速智能移动载体,助力物流仓储及制造领域实现无人化及全自动化。

镭神智能激光雷达高端安防系统已在深圳市沙井海岸沿线地区部署应用,用于防偷渡监控预警,为管辖区的安全稳定保驾护航;此外,该方案正在深圳市盐田海岸沿线地区安装部署。

镭神智能的激光雷达高端安防系统不仅可以应用于海岸边境线的防偷渡、防走私,也可以应用于海岛、核电站、水电站等重点区域的安防工作,全天候侦测异物的入侵情况并追踪运动轨迹,同时做到精准警告,进一步防止违规入侵带来的破坏性行为。

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此外,镭神智能自研推出的飞行汽车/民用直升机避障解决方案、轨道异物侵限智能监测系统、桥梁防撞预警系统、机场跑道异物检测等激光雷达全场景应用系统方案,已广泛应用于自动驾驶、智慧交通、智慧物流、高端安防、机器人、轨道交通、测绘、民用航空、港口、工业传感等领域,方案成熟高可实现大规模应用,赋能产业升级。


来源 : 中国汽车报网 发布时间 : 2022-11-04

国标《高功率激光制造设备安全和使用指南》正式发布和实施

家标准GB/T 41265-2022《高功率激光制造设备安全和使用指南》于10月12日在中华人民共和国国家标准公告2022年第13号发布,并于2022年10月12日实施。


据全国标准信息公共服务平台网站显示,该标准由TC284(全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会)归口,TC284SC2(全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会大功率激光器应用分会)执行 ,主管部门为中国机械工业联合会。本任务是SAC/TC284“十三五”规划立项的标准之一,也是SAC/TC284归口制定的第35项推荐性国家标准。


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据激光制造网了解,本标准的制定基于对国际电工委员会(IEC)、国际标准化组织(ISO)和美国国家标准(ANSI)相关系列国际标准的深入调研。从产品的角度,聚焦于确定产品产生光辐射的安全水平,及通过工程措施控制人员可接触的激光辐射水平。从用户的角度,聚焦于减少或消除存在危害的激光辐射的照射。


该标准通过对高功率激光制造设备安全运行程序的指导和建议给出了设备文件及记录、安装和使用环境检查评估、激光辐射危害评估、非光辐射危害评估、标识标记检查、控制措施检查,以及激光安全员、激光安全管理委员会和安全培训等环节中与需考虑要点有关的信息,保证了设备运行的规范性、一致性,从而避免使用者遭受光辐射损伤。


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该标准主要起草单位有北京工业大学 、武汉华工激光工程有限责任公司 、奔腾激光(温州)有限公司 、深圳市鼎信科技有限公司 、常州天正工业发展股份有限公司 、浙江工业大学 、大族激光智能装备集团有限公司 、温州市质量技术检测科学研究院/浙江省激光与光电产品质量检验中心 、浙江久恒光电科技有限公司 、国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 、中车南京浦镇车辆有限公司 、山东华光光电子股份有限公司 、杭州银湖激光科技有限公司 、度亘激光技术(苏州)有限公司 、深圳市计量质量检测研究院 、湖北省标准化与质量研究院 。


该标准主要起草人有:陈虹、李婷、吴让大、谢晋雄、韩立成、姚建华、曾丽霞、黄山石、吴旭浩、王璞、何玉朝、火巧英、周小庄、肖成峰、卢飞星、张艳春、黄志凡、钱辉敏、李向召、谢秋琪、张翀昊、吴金津。


本标准的制定将有助于高功率激光制造设备使用的提质增效,有助于规范管理。基于大众对光辐射安全的模糊认识,国家对于如何建立系统、有效的光辐射保护体系十分重视,此项标准的发布和实施填补了高功率激光设备光辐射安全领域标准的空白,为消费者选购产品提供了安全指引,为高功率激光的安全应用、市场规范和安全管理提供了依据。




来源 : SACTC284 发布时间 : 2022-10-27

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