激光协会
首页 > 行业分析

激光切割的这些基础知识,你必须掌握!

 核心提示:早在上世纪 70 年代,激光就被首次用于切割。在现代工业生产中,激光切割更被广泛应用于钣金,塑料、玻璃、陶瓷、半导体以及纺织

 早在上世纪 70 年代,激光就被首次用于切割。在现代工业生产中,激光切割更被广泛应用于钣金,塑料、玻璃、陶瓷、半导体以及纺织品、木材和纸质等材料加工。

 

未来几年里,激光切割在精密加工和微加工领域的应用同样会获得实质的增长。

 

激光切割

 

当聚焦的激光束照到工件上时,照射区域会急剧升温以使材料熔化或者气化。一旦激光束穿透工件,切割过程就开始了:激光束沿着轮廓线移动,同时将材料熔化。通常会用一股喷射气流将熔融物从切口吹走,在切割部分和板架间留下一条窄缝,窄缝几乎与聚焦的激光束等宽。

 

火焰切割

 

火焰切割是切割低碳钢时采用的一种标准工艺,采用氧气作为切割气体。氧气加压到高达 6 bar 后吹进切口。在那里,被加热的金属与氧气发生反应:开始燃烧和氧化。化学反应释放大量的能量(达到激光能量的五倍)辅助激光束进行切割。

 

图1 激光束熔化工件,切割气吹走切口中的熔融材料和熔渣

 

熔化切割

 

熔化切割是切割金属时使用的另一种标准工艺。也可以用于切割其他可熔材料,例如陶瓷。

 

采用氮气或者氩气作为切割气,气压 2-20 bar 的气体吹过切口。氩气和氮气是惰性气体,这意味着它们不和切口中的熔化金属发生反应,仅仅将它们向底部吹走。同时,惰性气体可以保护切割边缘不被空气氧化。

 

压缩空气切割

 

压缩空气同样可以用来切割薄板。空气加压到 5-6 bar 就足以吹走切口中的熔融金属。由于空气中接近 80% 都是氮气,因此压缩空气切割基本上属于熔化切割。

 

等离子体辅助切割

 

如果参数选择恰当,等离子体辅助熔化切割切口中会出现等离子体云。等离子体云由电离的金属蒸气和电离的切割气组成。等离子体云吸收 CO2 激光的能量并转化进工件,使更多的能量耦合到工件,材料会更快熔化,从而使切割速度更快。因此,这种切割过程也叫高速等离子体切割。

 

等离子体云事实上相对于固体激光是透明的,因此等离子体辅助熔化切割只能使用 CO2激光。

 

 

气化切割

 

气化切割将材料蒸发,尽可能减小了对周围材料的热效应影响。采用连续 CO2 激光加工蒸发低热量、高吸收的材料就可以达到上述效果,例如薄的塑料薄膜以及木材、纸、泡沫等不熔化的材料。

 

超短脉冲激光使这项技术可以应用于其他材料。金属中的自由电子吸收激光并剧烈升温。激光脉冲不与熔融的粒子和等离子体反应,材料直接升华,没有时间将能量以热量的形式传给周围材料。皮秒脉冲烧蚀材料时没有明显的热效应,没有熔化和毛刺形成。

 

图3 气化切割:激光使材料蒸发,燃烧。蒸气的压强使熔渣从切口排出

 

参数:调整加工过程

 

许多参数影响激光切割过程,其中一些取决于激光器和机床的技术性能,而另一些是变化的。

 

偏振度

 

偏振度表明多少百分比的激光被转换。典型的偏振度一般在 90% 左右。这对于高质量的切割已经足够了。

 

焦点直径

 

焦点直径影响切口宽度,可以通过改变聚焦镜的焦距改变焦点直径。更小的焦点直径意味着更窄的切口。

 

焦点位置

 

焦点位置决定了工件表面上的光束直径和功率密度以及切口的形状。

 

 

图4 焦点位置:工件内部,工件表面和工件上方

 

激光功率

 

激光功率应和加工类型、材料种类和厚度相匹配。功率必须足够高以至于工件上的功率密度超出加工阈值。

 

 

图5 更高的激光功率可以切割更厚的材料

 

工作模式

 

连续模式主要用于切割毫米到厘米尺寸的金属和塑料的标准轮廓。而为了熔化穿孔或者产生精密的轮廓,则采用低频的脉冲激光。

 

切割速度

 

激光功率和切割速度必须互相匹配。太快或者太慢的切割速度都会导致粗糙度的增加和毛刺的形成。

 

 

图6 切割速度随着板材厚度增加而降低

 

喷嘴直径

 

喷嘴的直径决定了从喷嘴中喷出的气体流量和气流形状。材料越厚,气体喷流的直径也要越大,相应地,喷嘴口的直径也要增大。

 

气体纯度和气压

 

氧气和氮气经常用作切割气体。气体的纯度和气压影响切割效果。

 

采用氧气火焰切割时,气体纯度需达到 99.95 %。钢板越厚,采用的气体气压越低。

 

采用氮气熔化切割时,气体纯度需要达到 99.995 %(理想情况是 99.999 %),熔化切割厚钢板时需要更高的气压。

 

技术参数表

 

在激光切割早期,使用者必须通过试运转自行决定加工参数的设置。现在,成熟的加工参数被存储在切割系统的控制装置中。对于每一种材料类型和厚度,都有对应的数据。技术参数表使得即使不熟悉这种技术的人也能顺利操作激光切割设备。

 

激光切割质量评价因素

 

有许多判定激光切割边缘质量的标准。像毛刺形式、凹陷、纹路等标准可以用肉眼判定;垂直度、粗糙度和切口宽度等则需要采用专用仪器来测量。材料沉积,腐蚀,热影响区域和变形也是衡量激光切割质量的重要因素。

 


图7 好的切割,坏的切割。评价切割边缘质量的标准

 

广阔的前景

 

激光切割的持续成功,是其他大多数加工难以企及的。这种趋势今天仍在继续。在未来,激光切割的应用前景也将越来越广阔。

 


来源 : 通快 发布时间 : 2018-05-07

如何预防夏季风冷激光器高温故障

 炎热夏季来临,气温一点一点在攀升。激光器的工作强度却在慢慢增加。据往年故障率统计,夏季是故障率较高的季节。

 

            100W脉冲光纤激光器



据数据显示,故障率的起伏与气温变化成正相关关系。经过对维修数据的分析,夏季的激光器故障原因主要是温度引起的。温度过高导致电子器件的参数漂移,电气参数的漂移直接导致激光器出光的不稳定。由于脉冲激光器峰值功率高达10KW,根据激光器原理,不稳定的控制信号可能导致脉冲能量的叠加。众所周知,光纤由于过细的芯径虽然能很好地散热,但是会造成自身能承受的峰值功率有限。当脉冲能量叠加时,峰值功率也随之叠加。当峰值功率达到或超过光纤所能承受的阈值时,就会导致光纤断裂。

 

                 4000W多模连续光纤激光器

                            


总而言之,夏季激光器的故障,罪魁祸首基本就是高温。那么问题出现了,风冷即空气冷却。是利用空气物体表面进行热交换,并通过流动带走热量的方式使物体温度保持一个相对平衡的作用,但是空气冷却本身就会受到空气流量大小,气体温度和环境密闭程度的影响很难达到恒温的作用。夏季不可避免,高强度工作也不可避免,所以故障就不可避免。为了加工需求必须要降低故障率,保证基本的生产能力。

 

            20W脉冲光纤激光器


针对激光器高温故障给您支个招:

1,首先做好室内通风,保证良好的室温环境;

2,做好机器内部通风,保证激光器运行环境温度适宜

3,做好激光器通风系统清洁工作,保证机器内部热量能及时散发到机箱外部被空气带走

4,做好机柜内部清洁工作,去除电源控制电路的覆盖物,做到良好散热

5,环境恶劣的工作场所可增加外部通风设施,增加机柜外部空气流量,辅助设备散热

6,尽量降低设备频繁开关,短暂休息时无需关机,增加散热时间,降低频繁开关时电流对电路的冲击

7,做好镜头等易反光部件的清洁工作,减少材料蒸汽凝固带来的高反射带来的伤害。


发布时间 : 2018-05-04

激光定位准直仪发展趋势是怎样的

激光定位准直仪是针对大型设备的安装、维修、检测而研究设计的专用高精度基准测量仪器。其发展最开始用于军工业,导弹瞄准以及设备定位。那么激光定位仪发展趋势是怎样的呢?一起来了解下吧。

激光定位准直仪发展趋势是怎样的

激光定位仪,其特征在于:包括灯盖、灯体,灯盖和灯体嵌接在一起组成一个整体结构;灯体内设有至少一个激光调节机构,灯盖上设有至少一个用于透过激光调节机构射出的激光灯线的激光窗口;激光定位准直仪光靶(含磁性底座)可以吸附在被测物体上,以便用户完成检测、加工、安装等需要。

激光定位准直仪科学地设计了空间位相调制器,在长距离测量时光斑是环栅结构,光斑的图像清晰,使全程测量过程中不用调焦,实现了全程无调焦运行差,从而保证了主机所提供的激光束是一条高清晰度,易于分辨的激光光束。

通过对激光定位仪发展趋势分析,激光定位仪主要用于各种板材切割成型机、轮胎成型机、木工机械、石材桥切机、钢材划线定位、板金剪压机械、石材机械、木工机械、金属锯床、包装机械的对刀、放线。激光定位仪广泛应用于机械板金标线,电锯锯物标线、定位,切割机型材切割标线、定位,网版印刷定位,十字线模板定位,纺织印染成衣定位,轮胎定位等领域。

通过对激光定位仪发展趋势分析,激光测距定位技术是当前一种新型的测量技术,由于激光测距非接触式的测量手段,所以无论在工业还是生活领域中有着非常广泛的应用。随着测量需求的增大已经变成了一种不可或缺的新型技术,而且在各种行业当中都起着至关重要的作用。随着科技的进步激光测距定位的市场会更大。

目前,由于实际工业生产的需要,在世界范围内激光定位技术的进步,激光定位仪正朝着更高的方向发展。比如精度更高、使用更加快捷便利、体积小易携带等等方面。整个激光测距领域也正朝着这个方向不断的进取发展。但是目前激光测距定位技术在我国发展技术尚不成熟,和西方欧美国家的差距非常明显,一些高精尖的激光测距定位仪的产品还是需要从国外引进,而且价格也是十分的昂贵。

(来源:中国报告大厅)


发布时间 : 2018-05-02

2018-2022年中国智能化激光行业的分析

2018-2022年中国智能化激光行业的分析

影响因素分析

一、有利因素

(一)智能制造政策支持

2016年12月,工信部、财政部联合制定了《智能制造发展规划(2016-2020年)》,《规划》提出,2025年前推进智能制造实施“两步走”战略:一是到2020年,智能制造发展基础和支撑能力明显增强,传统制造业重点领域基本实现数字化制造,有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;二是到2025年,智能制造支撑体系基本建立,重点产业初步实现智能转型。这对于推动我国制造业供给侧结构性改革、打造制造业竞争新优势、加快制造业转型升级意义重大。

(二)制造业升级的必然趋势

当前我国制造业正处于由制造大国向制造强国迈进的重要时期,也是制造业投资结构实现转型升级的关键时期,可以说当前制造业向智能制造方向的转变是其发展的必然趋势。按自动化程度不同,焊接切割设备可分为手工弧焊机、数字化焊机、自动化焊接切割成套设备等。随着国内制造生产工艺的不断提升以及下游市场需求快速增长,自动化装备的应用将加速普及,未来数字化焊机和自动化焊接切割成套设备发展空间广阔。

(三)实现汽车轻量化的重要技术手段

汽车制造是一个庞大的系统工程,需要一系列工艺技术合力完成。近几年,以激光加工、工业机器人、数字化控制为代表的先进技术正在不断推动汽车制造业的升级,而激光作为一种先进的加工方式,注定将为汽车制造业的发展带来革命性突破。目前激光技术在汽车制造领域主要集中于激光焊接激光切割、激光弱化、激光打标、激光调阻以及激光再制造等应用。

激光在汽车制造中最重要的优点体现在其先进的非接触式的加工方式,在汽车白车身、汽车电子、钢材加工等领域对于加工技术的革新起到了重要作用。在铝合金、镁合金、钛合金等新材料的应用上,相较于以往的切割方式,激光切割效率更快、精度更高,并且对这些难加工材料来说,激光切割更加容易实现,激光技术的进步也让这些新材料的应用从理想变为了现实,从而让新材料得以在汽车轻量化中得以实现。

(四)数字化智能焊接电源的应用与发展

在工业焊接的过程中,焊接电源性能的好坏将会直接影响到工业焊接的质量,因此,对焊接电源的研究是非常必要的。目前,我国工程机械制造产业的焊接电源正在从传统的模拟信号向数字化智能的方向发展,利用数字化技术对焊接电源的性能进行控制,确保在使用过程中能够最大限度地发挥出焊接电源的实际效果,对于提升焊接效率、保证焊接质量有很大帮助。同时,数字化智能焊接电源还能够实现远程控制,技术人员不需要在施工现场也能够进行焊接电源的操作,而且还能够对现场的施工情况进行实时监控,在一定程度上降低了焊接工人对焊接参数的干预,为焊接质量提供基本保障。

二、不利因素

(一)行业技术壁垒高

焊接与切割是制造业的基础加工工艺,焊接与切割设备的品质直接影响下游企业加工工件的质量,因而行业准入认证对焊接与切割设备制造企业的产品品质要求较高。

焊接设备属于国家《第一批实施强制性产品认证的产品目录》所列产品,企业生产的焊接设备必须具有强制性认证才能销售、进口及在经营中使用。国家认监委对强制性产品认证规定了严格的认证程序。

世界各地区对焊接与切割设备产品进口也制定了严格的产品认证规范,企业产品要进入国际市场,需要通过相关进口地区的产品认证。典型的产品认证如CE认证、GS认证以及RoHS指令等。企业取得并维护该类认证,需要较强的研发设计、质量保证、企业管理等综合能力,以及投入大量的精力和资金。

(二)欧美等发达国家市场份额高

全球焊接与切割设备的主要制造商集中在欧美等发达国家,占据了半数以上的市场份额。其中,全球最大的三家制造商产品主要集中在自动化焊机、数字化焊机以及焊接机器人等高端产品。近几年国外企业相继推出了全数字化焊机产品,数字化焊接机的不断发展将促使焊接技术向焊接工艺高效化、质量控制智能化、生产过程机器人化的方向发展,其具有提高产品一致性、控制精确度高、动态响应速度快、网络自动化焊接等优点。随着数字信号处理器(DSP)的广泛应用,数字化焊接机的波形控制能力将更精确,为企业生产提供了新型焊接工艺研发手段,加速新设备的更新换代进程。

(三)焊接工艺技术与国际水平有差距

目前国内的数字化焊机与国外产品的最大差距在于焊接工艺性能,数字化焊机的最大卖点不是数字化技术本身,而是先进的焊接工艺技术,国内企业生产的手工弧焊机、气体保护焊机等产品已具备较强的国际竞争力,有望逐步替代国外同类产品。近年来我国焊接产业正逐步走向高效、自动化、智能化,由于我国切割焊接设备生产企业规模较为分散,焊接自动化率不足30%,与发达工业国家80%的自动化率相比差距较大。

激光切割设备市场规模预测

综合以上因素,我们预计,2018年中国激光切割设备市场规模将达到16.32亿元,未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为7.64%,2022年中国激光切割设备市场规模将达到21.91亿元。

图表 中投顾问对2018-2022年中国激光切割设备市场规模预测

2018-2022年中国智能化激光行业的分析

数据来源:中投顾问产业研究中心


发布时间 : 2018-04-26

激光打印机硒鼓的结构是什么样的 硒鼓的种类有几种?

解密大映品牌激光打印机硒鼓的一些问题

硒鼓是可以说是激光打印机的心脏。

它不仅决定了打印质量的好坏,

而且还决定了打印成本的高低。

所以了解大映品牌硒鼓的方方面面对激光打印机的使用非常重要。

 

一、激光打印机硒鼓的结构是什么样的?

大映品牌硒鼓的鼓芯颜色为灰暗的蓝色货绿色,

硒鼓中的墨粉是黑色的,

不过如果是彩色激光打印机的墨粉颜色则有红色、

黄色和蓝色之分,由它们根据不同的比列调配,

构成千变万化丰富的色彩。硒鼓外形是一个圆筒,

基本基材是铝,在基材上涂上的感光材料所组成。

从目前感光材料的不同,

硒鼓可分为三种:OPC鼓(有机光导材料)、

硒鼓(Se硒)和陶瓷鼓(a-si陶瓷)。

 

OPC鼓的寿命较短,价格也最为便宜。

硒鼓寿命比较长,

陶瓷鼓寿命更长一些,

价格自然也就更高一些。

一般OPC硒鼓只有三层组成。

第一层是铝管,

第二层是绝缘层,

第三层是感光层。

而硒鼓(Se硒)和陶瓷鼓(a-si陶瓷)的

表面是由四~五层物质合成的。

尤其是陶瓷鼓,

它的第四、第五层用来保护感光层。

 

  二、激光打印机硒鼓的种类有几种?

激光打印机硒鼓按组合方式的不同可以分为三类:

即一体化硒、

二体化硒鼓和

三体化硒鼓。

一体化硒鼓是光导鼓(感光鼓)、磁鼓(显影辊)以及墨粉盒合为一体的硒鼓,

这种硒鼓在设计结构上原则上不允许用户填加墨粉。

二体化硒鼓是指硒鼓分为两个部分,

一部分为光导鼓,另一部分为磁鼓与墨粉盒,

 

用户用完墨粉后,只要更换磁鼓与墨粉盒部件,

而不用更换光导鼓。

三体化硒鼓是指硒鼓分为三个独立的部分:即光导鼓、

磁鼓、墨粉盒。用户用完墨粉后只要更换墨粉盒,

就是大家通常所说的鼓粉分离技术。

对于二体和三体硒鼓,

其光导鼓也是有一定的使用寿命。


发布时间 : 2018-04-23

论激光打印机与喷墨打印机的共有性能指标

每当有人要买打印机时,我们总能听到类似这样的对话,就是“当然要买A,A比B好……”一番高谈阔论下来,经常让人绕的云里雾里。千人千面,你说好就真的好吗?评判标准又是什么?其实,打印机的好坏与否,只有它们说了才算!这个‘它们’指的当然就是产品规格表中,那长长的一串性能指标了。

激光打印机也好喷墨打印机也罢,本期内容我们暂且先来聊聊二者共有的性能指标,它们是打印分辨率、输出速度、打印成本、打印幅面、打印接口、可操作性、纸匣容量、价格与售后。下面,我们就来一个一个进行说明。

打印分辨率。可以说,这是判断打印机输出效果优劣的重要依据,因此也是衡量打印机输出质量的重要参考标准之一,一般包括纵向和横向两个维度,其数值大小决定了打印效果的好坏与否。其中,通常激光打印机在纵/横两个方向上的输出分辨率几乎相同;喷墨打印机则在纵/横两个方向上的输出分辨率相差很大,一般情况下我们所说的喷墨打印机分辨率就是指横向喷墨表现力。

目前,市场上主流的激光打印机的打印分辨率为600×600dpi,更高者可达1200×1200dpi。不过,由于激光打印机在工作时可能会因为抖动或其他问题在打印纸张上出现锯齿现象,因此为了保证打印效果,选择600dpi以上的激光打印机为宜;对于喷墨打印机而言,打印分辨率越高图象输出效果越逼真。目前,主流的喷墨打印机分辨率有600×1200dpi、1200×1200dpi、2400×1200dpi几种。

论激光打印机与喷墨打印机的共有性能指标

打印速度。通常我们用ppm和ipm两种单位来表示打印机每分钟的输出页面。其中,ppm通常用来衡量非击打式打印机的输出速度,该标准可分成两种类型,一是指打印机可以达到的最高打印速度,二是打印机在持续工作时的平均输出速度。因此,需要注意的是,不同类型的打印机在其说明书上所标注的ppm值可能表示着不同。在挑选打印机时,一定要先向销售方确认说明书上所示的ppm值到底指的是什么含义。

目前,市场上普通的激光打印机的打印速度可以达到35ppm,当然那些价格更高、大品牌的激光打印机的打印速度可以超过80ppm以上;对于喷墨打印机来说,ppm值则通常表示的是该产品在处理不同打印内容时可以达到的最大处理速度,在实际打印过程中,此数值通常会比说明书官标的ppm值小一些。

论激光打印机与喷墨打印机的共有性能指标

说到打印成本,其实这是每一位用户都必须考虑的问题,原因在于打印机并非“一次性投入保终身”的办公设备,因此还要考虑后期打印用纸的价格、耗材的价格,以及打印机自身的购买价格等因素,而普通用户应考虑选择使用成本低的产品。例如就喷墨打印机而言,普通图文文档尽量用价格相对要低的黑色墨水打印,以节省费用相对昂贵一点的彩色墨盒;而激光打印机的成本除了设备自身购买价格外,主要的使用成本是硒鼓,因此选购前应先详细的了解各品牌、型号所用耗材的价格与打印数量,计算打印成本从而好心中有数。

论激光打印机与喷墨打印机的共有性能指标

打印幅面。我们说不同用途的打印机所能处理的打印幅面是不同的,不过一般情况下,打印机都支持A4和A3这两种幅面。对于家庭用户或中小企业用户而言,支持A4幅面的打印机绝对够使了;而那些使用频繁或需要处理大幅面的用户来说,不妨考虑选择支持A3以及更大幅面的打印机,特别是例如工程晒图、广告设计等那些有专业输出要求的打印用户,都可以考虑使用A2或更大幅面的打印机,以满足日常打印需求。

论激光打印机与喷墨打印机的共有性能指标

打印接口。目前,市场在售打印机的接口类型主要有常见的并行接口,专业的SCSI接口以及USB接口,不同的接口类型也间接的反映出打印机的输出速度快慢与否。现在,一般情况下打印机大多都已采用USB接口,选择这种类型接口的打印机与电脑连接时,操作方便、简单,不仅输出速度快,还能支持即插即用。

论激光打印机与喷墨打印机的共有性能指标

可操作(易用)性。对普通用户而言,经常要面对更换耗材、按指令打印以及处理设备故障,面对这些问题,我们需要考虑到打印机的可操作性是否够强,因此那些设置起来方便、更换耗材步骤简单、遇到问题容易排除的款型,比较适合普通大众。

论激光打印机与喷墨打印机的共有性能指标

纸匣容量。该指标表示了打印机输出纸盒的容量以及输入纸盒的容量,也就是打印机支持多少输入、输出纸匣,每个纸匣能容纳多少纸张,代表了打印机纸张处理能力的大小,同时也间接说明打印机自动化程度的高低。因此要考虑的,一是支持多种类型的输入、输出纸匣,再者是打印纸张存储总容量,这样打印机不仅能在各种尺寸的打印纸上工作,还能减少更换、填充纸张的次数,有效提高打印机的工作效率。

价格与售后。不管挑选何种商品,价格因素都是选购者最关注的指标。尽管有“一分钱一分货”的老理儿,但也不要盲目的一味追求价高者,还是要结合我们前面提到的那几个重要指标,综合比较。最后,再提一嘴售后服务,尽管售后并不是打印机的重要性能参数,然而在挑选时却又必须要考虑进去,甚至将其提至与打印质量相同等的地位上。例如厂商是否在全国范围内都能提供免费的上门维修服务,尤其是那些体型较大的打印机,用户自己搬运至维修点显然不太现实。


发布时间 : 2018-04-14

超快激光渐成气候 国内企业布局之路

    激光(Laser)是指物质受激辐射而产生的光,激光具有良好的单色性、相干性和方向性,其特性用波长(λ)或者频率表示。按照波长不同,激光可分为:红外激光、可见激光、紫外激光。


超快激光渐成气候 国内企业布局之路

    

    与普通光源相比,激光具备高亮度、高方向性等优异特性,已经成为一种新的技术和手段,广泛应用到通信、工业加工、军事武器、医疗等诸多领域。

    

    激光器是产生、输出激光的装置,按照激光工作物质类别的不同,可将激光器分为气体激光器、液体激光器、固体激光器、半导体激光器等;按照波长的不同,一般可以将分为红外激光器、可见光激光器和紫外激光器;按照脉冲宽度的不同,可分为毫秒激光器(10-3秒)、微秒激光器(10-6秒)、纳秒激光器(10-9秒)、皮秒激光器(10-12秒)、飞秒激光器(10-15秒);按照输出功率的不同,可分为高功率激光器(1000W以上)、中功率激光器(100W-1000W)、低功率激光器(100W以下)等。

    

    以皮秒与飞秒激光器为代表的超快激光器具有极短的激光脉冲(脉冲持续时间只有几个皮秒或飞秒)和极高的峰值功率的特点,用于材料加工具有独特的超精细、无热影响等优异性能。

    

    加工的“超精细”——超快激光能够聚焦到超细微空间区域,同时具有极高峰值功率和极短的激光脉冲,加工时切面整齐、无热扩散、无微裂纹及冶金缺陷,加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响,从而做到了加工的超精细。

加工的“无热影响”——脉冲持续时间大于10ps的传统激光,与材料作用时,热过程将起到主要作用。脉冲持续时间小于10ps的超快激光,由于脉冲持续时间只有皮秒、飞秒量级,远小于材料中受激电子通过转移转化等形式的能量释放时间,能量来不及释放该脉冲已经结束,避免了能量的转移,转化以及热量的存在和热扩散,实现了真正意义上的激光“冷”加工。

    

   超快激光的工业应用非常广泛,随着消费电子、新型显示、生物医疗、3D打印、高端装备等新应用的发展,对于激光加工精细度要求越来越高,超快激光已经成为精密加工的重要方向。国内外激光企业纷纷布局激光器/超快激光设备市场。在核心超快激光器市场,目前基本上是外国公司占主导,以相干,光谱物理、通快、NKT、EKSPLA、Lihgt Conwersion、lumentum、EdgeWave、AMPlitude等公司为代表。大族激光、华日激光、安扬激光、虹拓新科技、盛雄激光、贝林激光、卓镭激光等国内企业正大力推进技术产业化,在超快激光设备、激光精密加工、激光器技术的研发、技术应用和产品生产等产业环节取得快速发展。


超快激光渐成气候 国内企业布局之路


大族激光

    大族激光致力于攻克皮秒/飞秒激光器国产化技术。2015年大族激光较大功率皮秒激光器项目实现了从研发样机到批量生产的重大突破,成功应用于LED 、蓝宝石切割。2016年Draco系列皮秒激光器实现规模销售,作为新一代核心光源打破国外垄断,在LED晶圆、蓝宝石、玻璃脆性材料切割领域基本替代进口。

    

     面向新兴应用领域,大族激光具备核心激光器产品和自动化设备整合能力,快速跟进并占领市场,公司超快激光设备已经成功应用于OLED产品外形切割、线路修复、盖板成形、3D玻璃外形切割与表面扫光、动力电池涂布及激光焊接等,并取得较好成绩。公司自主研发的皮秒激光器已经为苹果供货,随着国产手机对玻璃、陶瓷盖板和后盖跟进,皮秒紫外激光器将持续放量。

    

     大族激光核心小功率超快激光器实现量产和应用,大功率超快激光器自主研发也在稳步推进,产基地已启动建设,处于整机测试阶段,效果达国际先进水平,预计到2018年开始量产自研的1kw的光纤激光器和激光加工设备。


华日激光


    华日精密激光是华工科技旗下的一家先进固体激光器制造商在我国超快激光产业实现产业化、国产化进程中起到了重要作用的。

    

    2009年华日激光引入美国技术团队,发展固体激光器端面泵浦及倍频技术,成功研发了国内首台工业应用性能稳定的紫外固体激光器,后期陆续完成红外、绿光、紫外等多波段全固态激光器产品的研发;2014年收购Attodyne公司发展超快激光器技术;2015年成功推出工业用10-50W皮秒超快激光器,并迅速抢占市场,产能达到每月100台;2016年将承担了国家科技部重点项目“工业级皮秒/飞秒激光器关键技术研究及产业化”,重点发展皮秒/飞秒激光技术。

    

    2017年华日激光已研制出飞秒激光器种子源,其团队已经完成了10W飞秒激光器的原理样机,即将推出40W飞秒激光器。

    

    华日激光超快激光器产品主要应用于金属及非金属材料精细标记加工、LED芯片及FPCB/PCB等的加工、3D打印、ITO膜刻蚀PCB/FPCB的切割与分板、陶瓷材料打孔与划片、玻璃/蓝宝石/晶圆切割、LED衬底晶圆划线、阳极铝打黑等领域。


安扬激光

   

   安扬激光历经7年,成功研发并已推出成熟可用的皮秒、飞秒脉冲光纤激光器和超连续谱激光器等系列工业超快激光器产品。安扬激光掌握了超快光纤激光器的核心技术,自行研发了90% 以上的核心器件或者模块,拥有核心的专利,核心器件和技术不依赖于进口。安扬激光有特种光纤设计生产团队,具备自行设计和生产特种光纤的能力。同时,安扬激光有自建光纤拉丝塔,目前设计生产了40余种各种用途的特殊光纤,控制了光纤激光器产业链的上游,彻底摆脱西方公司对光纤激光器产业链的控制,保证了供应链的自主与安全。

   

   目前安扬公司超快激光设备已成熟应用于手机全面屏切割、玻璃切割、OLED PET膜切割、金刚石切割、玻璃焊接、玻璃振镜消融、FPC PI覆盖膜、PERC太阳能电池、不锈钢打孔、线路板打盲孔等领域。


贝林激光


   贝林激光是国内最早从事激光器研发的公司之一,通过多年研究于2012年成功研制第一台皮秒激光器,后续推出多款皮秒激光器、紫外固体激光器、纳秒绿光激光器。皮秒激光器产品广泛应用于LED晶圆切割、玻璃切割、指纹膜组切割等精细加工领域。超快激光产品定位于精细加工领域:纳秒激光器较多用于精细打标,主要是在3C产品的外壳和内部元器件上;皮秒激光器较多是应用于一些高精度要求的特殊材料精细加工,像LED晶圆、玻璃、陶瓷等材料的精细加工。到2016年底,贝林激光累计出货皮秒激光器600台。

   

   在技术方面,贝林激光已经取得一系列独特的自有技术及专利技术:纳秒激光器方面,有先进的谐振腔设计和激光控制技术,确保激光器能在高功率运转下获得优秀的光束质量和较窄的激光脉宽,特殊的腔内热补偿技术及谐波转换技术实现高效稳定的倍频转换。皮秒激光器方面,有自主开发的光纤种子源技术和独特的放大器技术。

   

    2017年德龙激光将激光器业务并入全资子公司苏州贝林激光有限公司。德龙激光是一个激光设备集成商,和激光器市场有很大的区别,将激光器业务并入贝林激光,实现业务整合重组,达到资源的优化配置。这一举措将丰富贝林激光产品线,延伸产业链,获得更强的竞争优势,加速推动贝林激光企业发展。


卓镭激光

   

    2015年,卓镭激光和中科院建立战略合作关系,中科院将为卓镭激光提供持续的技术支持与发展动力。公司成功研发高功率、低功率的皮秒激光器后,于2017年还开发出了GRAVER系列的30瓦的绿光纳秒激光器,这款全新激光器最主要的特点是脉宽比较窄,同时功率比较高。

用于精密微加工的工业级高功率皮秒激光器和用于材料改性的大能量纳秒脉冲激光器均达到国内顶尖水准。医疗领域开发了医疗美容专用的皮秒激光器。并已广泛用于玻璃切割、金属微加工、激光冲击强化等领域。


盛雄激光


    盛雄激光是国内生产激光设备的龙头企业,公司激光业务线从金属材料的激光加工设备延伸至电子消费产业的非金属材料激光加工装备和汽车产业激光系统集成设备,形成技术协同效应,有效扩大在工业级激光装备市场的占有率,实现外延式战略布局。盛雄激光目前未涉及激光器的研发和生产,公司专注精密激光打标和微钻孔切割领域,主要做超快激光设备系统集成,核心激光器件依赖德国进口。

    

    盛雄激光是超快激光设备的龙头企业,利用自主的控制系统技术,成功实现了皮秒激光设备国产化。公司2011年投入资源进行精密激光微细加工技术的研发和储备,并开始布局手机触摸屏行业sensor的ITO膜及银浆电路激光蚀刻加工市场,后期取得了长足的进步和发展。公司精密激光微细加工技术主要聚焦于消费类电子产业,比如手机、平板电脑等移动智能终端的一些关键零部件结构件的加工领域。先后推出ITO膜激光蚀刻机、LED的陶瓷基板的激光划片机、HDI(高密度互连)线路板的高速激光钻孔机等皮秒激光设备,并获得非常好的市场推广效果。盛雄激光在皮秒/飞秒激光器领域处于绝对领先地位,技术储备和市场占有率远超其他公司,非苹果产品加工市场占有率达 90%,推动中国皮秒激光设备实现了国产为主的格局。


发布时间 : 2018-04-13

返回顶部