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2021年中国超快激光进入产业大规模应用阶段

激光器是激光加工装备的核心部件,激光器技术水平成为影响激光加工装备的技术水平的关键因素,我国超快激光经历了实验室应用阶段、产业中小规模应用阶段后,将进入产业大规模应用阶段,行业出货水平和市场规模都随着行业发展而快速增长,未来在政策加持下预计行业市场规模将继续增长。

超快激光器是指激光脉冲持续时间更短的激光器。相对纳秒激光器,超快激光器脉冲持续时间极短,瞬时功率极高,能量聚焦到极小的空间区域且不受脉冲重复频率和平均功率影响,光束质量持续稳定。

超快激光行业发展现状

1961年中科院长春光学精密机械研究所研制出我国第一台红宝石激光器至今,中国激光技术也走过了五十多年的快速发展历程;在产业化方面,20世纪90年代起,老牌激光器公司进入超短脉冲激光生产。近年来,激光器稳定性的不断提高,开始大规模产业应用。

目前中国超快激光行业参与者主要分为三类,分别是国外超快激光器厂商、中国超快激光器厂商以及激光器下游设备厂商等。截止2018年底,我国共有规模以上超快激光器研发、生产企业35家(不包括科研机构、已注销或非正常运营企业),2016年新增3家,2017年新增7家,2018年新增2家。

随着激光产业和超快激光器市场快速发展,超快激光器行业吸引越来越多的企业和人才进入,根据企查猫数据,2020年中国超快激光器研发、生产企业超过40家。

超快激光行业市场规模情况

在超快激光的市场需求方面,根据中国科学院武汉文献情报中心、中国激光杂志、中国光学学会等机构联合发布的《2021中国激光产业发展报告》统计数据,2015-2020年中国皮飞秒超快激光器出货量逐年增长,增速均超过了50%,2020年中国皮飞秒超快激光器出货量达到2100台,同比增长52.2%。

在市场规模方面,根据中国科学院武汉文献情报中心统计数据,2015-2020年中国超快激光器销售额快速增长,2020年中国超快激光器销售额超过27亿元,同比增长10.20%,2015-2020年间超快激光市场规模的年均复合增长率约为56.24%。

超快激光行业前景预测

激光器是激光加工装备的核心部件,激光器技术水平成为影响激光加工装备的技术水平的关键因素;微加工激光器将保持向更短波长、更窄脉宽、更高功率方向发展的趋势,微加工应用场景将进一步扩展。

2021年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出,以国家战略性需求为导向推进创新体系优化组合,加快构建以国家实验室为引领的战略科技力量。聚焦量子信息、光子与微纳电子等重大创新领域组建一批国家实验室,重组国家重点实验室,形成结构合理、运行高效的实验室体系。

在科研基础不断夯实和需求扩张的双轮驱动下,以皮秒、飞秒为代表的超短脉冲激光器市场容量将持续增加。因此预测中国超快激光行业市场规模将保持15%左右的速度继续增长,预计到2026年中国超快激光行业市场规模将达到62亿元左右。

来源:前瞻产业研究院


发布时间 : 2021-06-03

传承“红色基因”,河北瑞兆激光打造新时代非公党建新模式

5月31日上午,由中央媒体、河北省内重点媒体和各市网信办等40余家媒体和单位组成的采访团来到唐山市迁西县,前往河北瑞兆激光再制造技术有限公司,采访该企业贯彻新发展理念,加快机电再制造标准化体系建设,在机电再制造技术服务专业化、产业化、集成化、信息化、智能化等方面寻求突破的典型做法。

河北瑞兆激光再制造技术股份有限公司位于河北迁西经济开发区中区,总占地163亩,现有员工380人,总资产3.41亿元,系新三板上市公司、一级诚信企业,国家发改委再制造试点单位、国家工信部绿色制造系统集成项目单位、中央军委总装部军民融合技术研发项目单位。

漫长而艰辛的科技创新之路

公司聚焦打造“以奋斗者(双工人才)为本”的绿色智能机电设备后服务产业,致力于做精机电设备后服务产品,是目前国内机电再制造领军企业。能够为冶金、石油、化工、热电、水泥、船舶、制药等行业提供机电设备安装、现场保运及检维修、在役再制造,机电再制造、改造升级、机电设备资源共享、机电设备专业化物流等一系列优质服务。

为尽快掌握激光熔覆新技术,韩宏升自费参加了北京航空材料研究院、中科院力学研究所等高等院校举办的激光技术修复理论知识培训班、辅导班。学习归来后,他将行李搬到车间,每天与技术人员一起解决技术难题,靠着刻苦钻研的劲头,韩宏升迅速掌握了激光熔覆、叶片成型、仿形加工等基本技术,并在县内外初步打开了技术服务市场。

河北瑞兆激光再制造技术有限公司党总支书记、董事长韩宏升介绍情况。

随着业务的拓展,瑞兆激光承接了许多修复难度极大的大型机电设备维修业务。因公司技术实力有限,不得不把业务外包给技术实力更强的外地公司。由此,韩宏升深刻体会到,如果不尽快提高科技水平,迅速抢占发展制高点,公司根本不可能实现持续、健康、快速发展。于是,他开始以更开阔的视野、更高的站位、更有力的举措推动科技创新。

引领企业驶入了发展快车道

为确保科研工作正常高效运行,瑞兆激光不断加大科研资金投入力度。在此基础上,公司大上先进设备,倾力构筑坚实的科技研发平台。几年来,公司持续实施了再制造扩产升级和技术改造工程,建立河北省工程技术研究中心,扩建了机械再制造服务中心,新建了电机再制造服务中心,实现了机电一体化全产业链服务。

2016年,瑞兆激光全力推进设备技术转型升级,投资1.3亿元,建成了德国申克50吨高速动平衡检测中心和15MW大型电机检测中心,填补了华北地区两项技术空白,将机械修复领域一举由单一的钢铁行业拓展到石油、化工、造船、造纸等多个行业,极大拓展了企业发展空间,引领企业驶入了发展快车道。

军事化管理模式

韩宏升作为一名有着12年军龄的退伍老兵,有着深深的军人情结。火热的军营,不仅让他感受到了深厚的战友情,更赋予了他独特的军事化管理理念。公司成立后,他立即推出了令人耳目一新的军事化管理模式。

在他的主导下,公司成立了全国非公企业第一所退役军人教育培训学院,为县内外退役军人提供技术教育、就业指导等服务;出台了招聘职工退伍军人优先,提拔干部退伍军人优先的“两优先”政策;在全省非公企业第一个推行了军龄计入工龄和职工带薪入伍制度……一系列安置、厚爱、培养的暖心举措,使瑞兆激光真正成了退役军人的温馨家园和成长摇篮。目前,公司380余名员工中,退役军人就有96人;公司10名高管中,有5人是退役军人。

与为退伍军人提供优质服务同步,韩宏升努力从细节入手,把企业打造成永不落幕的军营,把员工打造成永不褪色的军人,全体职工在军事化管理的熔炉中锤炼出了信仰坚定、严守纪律、顽强拼搏的军人作风,为推动企业发展提供了强有力的作风保障。

职工有信仰,心中有力量。党建与文化工作的扎实深入开展,极大激发了职工奉献社会、服务企业、成就美好人生的自觉能动性。

文/河北青年报记者肖延昭


发布时间 : 2021-06-02

固体激光器已过时?英诺激光推动3D打印新发展

几年前曾有人认为固体激光器的潜力几乎已挖掘殆尽,但近年来新的激光晶体、倍频晶体的开发和研究,抽运方式的改进,使得固体激光器的技能正朝着更好的、更广阔的方向迈进。

据不完全统计,全球激光市场对激光器的需求量正在以每年5%左右的速度增长,激光器的年需求量超过100亿元,其中固体激光器占有量达到20%以上。固体激光器近年来在一些应用领域仍大有作为,尤其是在3D打印,芯片制造等热门应用领域。2020年1月,科技部等5部门联合发布《加强“从0到1”基础研究工作方案》,提出面向国家重大需求,对关键核心技术中的重大科学问题给以长期支持,其中重点支持的领域包括3D打印和激光制造、光电子器件及集成等激光相关产业。

得益于国家发展规划、产业政策以及现代制造业转型升级,激光器行业迎来新的发展机遇,国内激光技术应用空间巨大。近年来,3D打印技术已经应用于航空航天、生物医疗、建筑、汽车等领域。光固化快速成型、选择性粉末烧结成型是目前激光3D打印的主流方式之一。

英诺激光科技股份有限公司将研究成果与下游产业深度融合,中低功率固体纳秒深紫外激光器可作为光固化快速成型技术的光源发生器,作用于液态光敏树脂,使其产生光聚合反应,固化成所需的模型;中高功率固体紫外激光器可以对粉末材料烧结叠加,粉末颗粒之间发生粘结,并转变成晶体结合体的制品模型。公司相关产品已实现工业规模化应用。

此外,公司在研发项目中的脉冲激光3D打印技术及设备研发,拟完成脉冲激光在3D成型(金属或非金属粉末)中的应用机理研发,并开发相关工艺及设备,项目进行到理论实验阶段,处在行业先进水平。

3D打印被各国视为引领新一轮科技革命和产业变革的核心技术之一,发展前景广阔。随着经济发展和生活水平提高,消费者更加追求个性化的需求,3D打印将与机器人、无人车、人工智能等技术一起,提高制造业生产线的柔性化程度,快速、低成本地制造出更多类型的产品。

来源:财报网


来源 : 财报网 发布时间 : 2021-06-01

数百家激光装备企业在济南抱团发展,产业集聚效应逐渐凸显

近日,济南高新区春田路济南金威刻科技发展有限公司厂区外,等待装货的卡车排起了长队。车间内,工人正在加班加点赶制订单,还有身穿西装的销售人员拿着手机,通过视频,用流利的英语向国外客户介绍产品。

繁忙的金威刻厂区是济南激光产业的一个缩影。数据显示,济南市激光装备产业链核心企业有20家左右,中小型制造业企业达320多家,2019年以激光切割为主的激光装备出口规模全国第一。在这个缺少“链主”的细分领域,济南数百家激光企业如何形成规模优势?能否成长出新“链主”?近日,记者对这个行业进行了深入采访。


“野蛮生长”,附加值低

1960年,美国物理学家梅曼研制出世界上第一台红宝石激光器,激光技术由此诞生。当前,激光技术在钢铁、化工、汽车、航空航天等领域得到广泛应用。甚至手机壳,都是激光切割的产物。激光刀轻轻一划,电光火石之间,便能刻出各种形状。

济南成为北方激光产业重要基地有着其自身独特优势。长时间以来,济南一直是我国重要的装备制造业基地。1985年,济南铸锻所研制出中国第一台激光切割机。如今,金威刻、森峰科技和邦德激光是济南激光装备产业链上的“三剑客”。

金威刻在2004年成立,从激光雕刻机、激光切割机到光纤激光切割机,金威刻的业务始终围绕这一束光。如今,金威刻的产品销往180多个国家和地区,并成为美国市场份额中占比最大的中国激光机品牌,今年销售收入将突破10亿元。

同年,李峰西创立济南森峰激光设备厂,后改名为济南森峰科技有限公司。去年森峰科技完成了5000台激光设备的销售,产值达到9亿元,同比增长50%,其中60%以上的产品出口到国外。

继金威刻和森峰之后,济南邦德激光股份有限公司成为该领域又一家高成长、大跨越的民营企业。2020年9月,邦德发布全球首台4万瓦超功率智能激光切割机。

与“三剑客”一同崛起的,还有大批中小型激光设备生产厂。而这些“野蛮生长”的企业,存在着产品同质化以及产品和业态层次较低等诸多问题。

激光装备产业链分上游、中游、下游三部分,济南的激光装备产业主要集中在产业链下游生产领域,且主要集中在激光切割机、激光雕刻机领域;光学元器件、激光器模块、控制系统等高性能芯片、器件依赖进口,核心环节的研发生产能力不足,由此也导致了产品的附加值低,利润低。


苦练“内功”,抱团发展

为了尽早摆脱发展困境,各企业不断加大科技投入,苦练“内功”。

“我们已拥有400多项专利,其中发明专利50多项,技术创新工作不断取得突破。”森峰科技生产总监索海生介绍。

“我们将聚焦智能高端装备,研发并推出激光焊接、六轴机器人光纤激光切割机等项目,推动切割机市场进入智能化时代。”金威刻科技发展有限公司董事长蒋习锋说。

为了加快激光产业发展,济南相关部门也行动起来。早在2017年,济南高新区就开始谋划激光产业园,该项目占地面积1200亩,分为研发孵化区、零部件配套区、激光设备集成区和综合服务区。目前园区内普洛斯济南激光产业园、畅通光科新技术基地两个项目已基本完工,幸福连城光电创新园一期正加紧建设。华光光电、森峰科技、金威刻、晶华光电等企业自建产业载体项目也已进入签约、建设阶段。

除了产业聚集,济南激光装备企业也开始抱团发展。2019年9月,以济南高新区智能装备产业发展中心为建设单位申报的山东省激光装备创新创业共同体,成为全省首批批复建设的五家共同体之一。2020年12月17日,激光共同体股份制核心运营机构山东芯光光电科技有限公司成立,承担激光产业基础性创新研究以及共同体日常运营管理工作。“我们想打造山东激光产业的科创引擎,还要做一个公共检测平台。”芯光光电总经理秦鹏介绍。

“我们引入山东省科学院激光研究所,为激光装备产业插上了翅膀。”济南高新区智能装备产业发展中心副主任赵巍介绍,他们为激光所免费提供了实验室和办公场所,还提供了建设经费支持。如今,山东省科学院激光研究所已孵化拥有核心自主知识产权的高科技企业5家。这些都是“补短板”企业,去年销售收入达2.2亿元。

“我们还在不断加强与本土企业合作,包括进行联合研发,为企业培养定制化人才。”山东省科学院激光研究所副所长倪家升介绍,他们目前已引入上百名博士,在校生达400余人。

在赵巍看来,济南激光装备产业虽然没有引领型的“链主”型企业,但数百家企业抱起团来,同样形成了强大的吸引力,成为了非典型“链主”。


按“图”索“骥”,补齐短板

今年,4月17日,济南中欧制造国际企业港内,宏山激光济南基地正式投入运营。“从考察到设厂,我们只用了十几天的时间。”宏山激光济南基地行政总监王峰介绍,下一步,他们准备在济南打造一个属于自己的产业园,年生产各类智能激光设备3000台以上,年产值10亿元以上。

据悉,济南市确定打造10条具有济南特色、附加值高、在国内外具有较大影响力的产业链,激光装备成为高端装备产业链四个分链之一。济南市高端装备产业链工作专班还确定了“济南市激光产业招商引资一览表”,按“图”索“骥”,提高招商的精准度。

武汉立德激光的激光器弥补了济南激光装备产业的一项短板。“我们与武汉立德激光成立了合资公司,将研制超快激光器。”山东省科学院激光研究所所长贾中青说。

高速增长的激光装备产业是济南的最大优势,通过建链、补链、强链、延链,济南的激光产业不断做大做强。济南将力争实现2022年激光装备产业营业收入翻一番,到2025年达到500亿元,打响“济南国际激光谷”的品牌。

“激光产业目前仍处于高速发展阶段,连续多年增速超过20%,而山东省的激光产业链也日趋完善,覆盖切割、焊接、清洗、雕刻、夜视照明、传感、医养健康等多个领域。”山东省激光产业技术创新联盟理事长肖成峰表示,他们将通过多种模式、多种渠道,引导技术和人才集聚,不断提升我省激光产业发展质量。

来源:大众报业·大众日报


发布时间 : 2021-05-31

西安高新区打造以先进激光与光子制造等三大领域的光子产业集群

光,是能量与信息的源泉,21世纪也将是光的世纪。

光子学是继电子学、光电子学之后的新兴科学,随着数字经济时代开启,整个社会向数字化、网络化、智能化,以5G、数据中心等为代表的新型基础设施建设提速。光子产业作为信息通信网络的基石,也将加速新基建落地,为经济社会的高质量发展奠定坚实基础。

据激光制造网了解,西安高新区瞄准新一代信息技术基石“光子科技”,立足全省牵头打造以先进激光与光子制造、光子材料与芯片、光子传感重点领域的光子产业集群。西安高新区充分发挥西安光机所在光子领域的研发与专业化创业孵化平台优势,聚焦先进激光与光子制造、光子材料与芯片、光子传感三大重点领域,加快培育光子产业,已集聚光子企业超过50余家。

其中,2015年成立的西安中科微精光子制造科技有限公司率先开发出系列化超快激光加工装备,实现了对航空发动机涡轮叶片气膜孔“冷加工”突破,填补了国内技术空白。

成立于2017年西安唐晶量子科技有限公司借助西安光机所提供的专业化半导体创业孵化平台,打破了欧美技术垄断,成为国内首个具备量产能力的VESCEL外延代工厂。即将实现年产6英寸GaAs基外延片2万片生产能力,推进国产半导体激光器外延片全面取代进口。

与中科微精和唐晶电子相呼应的是,在高新区内以陕西光电子先导院为代表的国内首个光电芯片孵化平台上,多家光子先导企业同样闪烁着自己的光芒:“赛富乐斯”在最短的时间上线了4英寸工业级半极性氮化镓材料,成为全球首家可量产该材料的企业;“奇芯光电”大规模光子集成芯片,已经成功向中兴、亚马逊、脸书等国际巨头供货,代表我国参与全球竞争。

未来,西安高新区将持续锚定光电子集成为发展方向,密切关注国际前沿产业化技术研究、加大高端创新创业人才引进、建设创业投资与孵化为一体的创新机构。不断整合全球创新资源,推动我国在核心技术领域的创新发展,解决“卡脖子”,让核心产业不再“受制于人”。

编辑整理:激光制造网


来源 : 激光制造网 发布时间 : 2021-05-29

青岛科技局联合青岛地铁对接在轨道交通应用飞秒激光技术

青岛科技局日前在对接武汉国家重点光电实验室领军教授曹祥东团队时,了解到飞秒激光技术有可能应用于盾构机,立即于5月28日组织青岛地铁集团、中船重工(青岛)轨道交通装备有限公司与曹祥东教授举行产学研对接会。市科技局副巡视员管崇亮、青岛地铁集团总经理王守慧、中船重工(青岛)轨道交通装备有限公司副总经理田斌以及市科技局区域创新处参加了对接。

青岛地铁集团主要承担全市轨道交通的建设、运营以及资源开发等职能,已开通运营线路6条、246公里,运营里程位列全国第10名。中船重工(青岛)轨道交通装备有限公司主要制造隧道施工重大技术设备,是青岛地铁集团盾构机等先进施工设备的供应商。曹祥东教授致力于开展飞秒激光器核心元器件、激光装备工艺开发等科研与成果转化工作。飞秒激光技术应用于盾构机目前尚无先例,但飞秒激光拥有瞬时功率大、能量高度聚焦、切削加工效率高的特点,青岛地铁集团在工程实施过程中,往往遇到岩体硬度大、现有设备掘进困难、阻碍工程进度的问题。三方就技术原理、技术应用、可行性等方面进行了充分交流并达成共识,若飞秒激光在地铁施工中成功应用,将颠覆性的突破硬岩掘进等难题。下步,三方将合力开展技术路线设计、研发与小试等工作,为实现飞秒激光在盾构机中的工程化应用共同攻关。

今年,青岛科技局将着眼于支撑引领产业发展,坚决改变拿论文、奖项、专利“交账”的传统打法,拿上市高企、创新生态和产业生态给城市和市民“交账”,围绕产业链部署创新链,进一步主动联系企业、服务企业,提升区域协同创新能力,加速推动产业升级和布局未来产业。

来源:半岛网


来源 : 半岛网 发布时间 : 2021-05-29

高速激光熔覆技术飞速发展,国产激光器开启熔覆新天地

继今年3月份走访江苏珠峰光电有限公司后,创鑫激光持续深耕激光熔覆领域,本次市场人员实地探访上海蓝珂激光科技有限公司,进一步了解目前主流4000W激光熔覆的应用效果以及万瓦激光在激光熔覆应用潜力等。蓝珂激光是主要从事激光熔覆、高速激光熔覆、移动式激光熔覆工作站等技术研发,同时一整套涂层检测服务和客户服务。在此,我们由衷感谢上海蓝珂激光科技有限公司的大力支持与帮助!

▲上海蓝珂激光科技有限公司


激光熔覆技术经过数十年的发展,在航空航天、石油、船舶、工程机械与核电等行业中得到了广泛应用。2020年激光熔覆在中国市场大幅增长,下游行业对激光熔覆的关注度不断提高,在工业制造领域新老技术升级迭代的今天,激光熔覆技术具备工艺多样性、延展性、适应性较其他工艺而言有着不可比拟的优势,激光熔覆技术大有可为。


No.1 激光熔覆精密且复杂

工艺仍需深入钻研


创鑫激光:

请您简单介绍激光熔覆的关键技术指标?

蓝珂激光:激光熔覆的技术难点在于每一个参数的匹配,包括送粉量、激光功率、扫描速度、重叠率、基材及基材表面的硬度等的因素综合决定激光熔覆的质量。


创鑫激光

目前激光熔覆需要突破的工艺难点有哪些?

蓝珂激光:对于镍基钴基等复合类、合金粉末的熔覆的工艺参数上要做很深入的研究,去解决材料的应用力以及熔覆层的熔点和材料熔点不匹配等一系列因素。


创鑫激光

激光熔覆目前主要的应用领域有哪些?

蓝珂激光:激光熔覆应用领域有很多,如煤矿、核电、玻璃模具、船舶行业、海上石油勘探行业等,像我们公司合作比较多的,比如核电行业的电机转子、轴瓦、轴承,船舶行业船尾的主轴、尾轴,一些蜗杆表面的激光熔覆修复等。


▲轴件激光熔覆

▲空压机卷轴的激光熔覆效果


No.2 支持民族品牌

致敬中国力量


创鑫激光

激光熔覆相对传统修复方式有哪些优势,请问您如何看待激光修复市场的前景?

蓝珂激光:第一,它粉末和基材是属于冶金结合,结合强度比较好;第二它对于基材稀释率比较低,不会造成热变形,这也是激光熔覆的特性;第三,激光熔覆的设备比较灵活,可以做成便携式的设备带到现场配合机器人做局部修复;第四,它的粉末可以用在包括常用的镍基钴基铁基等合金类材料。

对于激光修复市场来说,目前高速激光熔覆作为一项代替电镀新型技术,它的效率比传统激光熔覆提高10-20倍,市场前景是很大的。现在受政策影响,电镀的整体环境不被市场所接待,高速激光熔覆会逐步替代电镀市场。


▲普通熔覆 VS 高速熔覆

创鑫激光

您能否谈谈在激光熔覆领域,国产替代进口的现状?

蓝珂激光:现在很多公司包括我们自己也在用国产激光器,目前国产激光技术相对成熟,比如我们以往的项目上,激光器三天三夜连续工作,它的功率依然很稳定,我相信国产激光器的技术是完全可靠的。一来是对民族品牌的激光器是抱有支持和信心,其次是国产激光器响应服务非常快,第三是国产激光器性价比高,我们始终相信民族的品牌、民族的力量。


创鑫激光

目前激光熔覆主要使用6000W以下功率段,您如何看待万瓦熔覆未来发展?

蓝珂激光:3000W、4000W、6000W等功率段的确可以满足现阶段激光熔覆需求,随着万瓦激光逐渐推广普及,我们相信万瓦能够大大提高熔覆的效率,同时随着高速激光熔覆技术的发展,万瓦级别激光器也会逐渐应用于高速激光熔覆。


No.3创鑫激光器胜任大项目

万瓦未来可期


创鑫激光

请您谈谈激光熔覆对激光器性能有什么要求?以及您对创鑫激光器的使用感受?

蓝珂激光:作为激光熔覆厂家,第一,护发研发熔覆要求激光器功率稳定,能够经受长时间激光熔覆;第二,对激光器的使用环境也有相对严格的要求,像我们公司有移动的激光熔覆站,我们希望在恶劣环境下激光器能保持长效的激光熔覆状态;第三,对于激光器功率,也希望能够有质的飞跃,功率提高,能量也随之提供。我们使用创鑫激光器已经两年多了,如去年的大型施工项目,我们在线施工做了三天三夜,创鑫激光器整体状态还是很可靠的,后续熔覆层质量也很满意,因此我们对国产激光器的信心大增。


▲创鑫激光单模块4000W用于激光熔覆

感谢上海蓝珂激光对本次活动的大力支持!创鑫激光将继续以开放心态、创新精神,携手更多客户朋友一起攻克技术瓶颈与工艺难题!

来源:创鑫激光


来源 : 创鑫激光 发布时间 : 2021-05-28

​激光清洗即将爆发,谁将抢占下一个“风口”

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


发布时间 : 2021-05-24

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