從銳科激光全系列上新 讀懂激光市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)

3月17日，一年一度的光電行業(yè)盛會(huì)——慕尼黑上海光博會(huì)在上海新國(guó)際博覽中心盛大開幕。本屆光博會(huì)上新品繁多，精彩紛呈。其中國(guó)產(chǎn)激光器龍頭企業(yè)銳科激光在開展首日舉行了現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布會(huì)，包括單模塊12kW激光器現(xiàn)場(chǎng)出光演示、100kW激光器進(jìn)程匯報(bào)、ABP焊接激光器陣容升級(jí)、清洗用激光器、超快激光器全新亮相等，尤為引人注目。

銳科激光展臺(tái)

發(fā)布會(huì)結(jié)束后，OFweek激光網(wǎng)小編聯(lián)想到：當(dāng)下激光市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，企業(yè)如何找準(zhǔn)定位，如何找到新的發(fā)展方向?或許可以從銳科激光的新品布局中受到一些啟發(fā)。以下為筆者一點(diǎn)思考，愿與業(yè)內(nèi)同仁共同探討。

單模塊12kW：預(yù)示激光切割核心技術(shù)的發(fā)展路徑

近年來，萬瓦激光逐漸成為“標(biāo)配”，而光纖激光器也在朝著功率更高、體積更小、運(yùn)行更穩(wěn)定的方向發(fā)展。目前市面上的萬瓦激光器基本都是多模激光器，這類產(chǎn)品往往體型碩大，配件繁多，故障隱患較多，因此提高單激光模塊輸出功率、優(yōu)化整機(jī)結(jié)構(gòu)就成了進(jìn)一步優(yōu)化激光器性能的關(guān)鍵。

本次光博會(huì)，銳科激光現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布了單模塊12kW激光器并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了出光切割演示。從現(xiàn)場(chǎng)切割效果來看，單模塊12kW激光器的切割品質(zhì)優(yōu)于多模激光器的效果。與過去的多模12kW激光器相比，單模12kW激光器體積減少超過60%，重量減少超過40%，此外，由于不需要多束光路合束，光束質(zhì)量更佳(75μm芯徑可選@BPP<2.5mm X mrad)，在薄板、中厚板切割效率上也大幅提升。

單模塊12kW激光器現(xiàn)場(chǎng)出光

據(jù)銳科激光披露，在氮?dú)馇懈?-10mm不銹鋼時(shí)，12kW單模塊激光器效率比多模提高70%以上，12-30mm效率提升30%以上;空氣切割1-6mm碳鋼時(shí)，單模塊激光器比多模效率提高70%以上，10mm效率提升40%。與此同時(shí)，單模塊激光器簡(jiǎn)化了模塊間的光路、電路、水冷等系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，減少了故障隱患，可靠性也大大提高。

目前國(guó)內(nèi)能自主生產(chǎn)萬瓦激光器的廠家比比皆是，但公開發(fā)布12kW單模塊激光器的僅有銳科激光、創(chuàng)鑫激光2家。OFweek激光網(wǎng)發(fā)現(xiàn)，這兩家國(guó)產(chǎn)激光器代表企業(yè)有一個(gè)共同點(diǎn)，即具備完整或相對(duì)完整的核心器件自研、自產(chǎn)能力，而這是實(shí)現(xiàn)功率更高、產(chǎn)品更穩(wěn)定的關(guān)鍵!

以銳科激光本次展會(huì)發(fā)布的12kW單模塊激光器為例，該激光器所有光學(xué)部件(包括有源光纖、976nm泵浦源、高功率合束器、新一代R-QP傳輸光纜等)均為自主研發(fā)。其中，全新升級(jí)的有源光纖比傳統(tǒng)光纖吸收系數(shù)提升50%，光子暗化性能提升40%，光纖承受功率提升超過40%，結(jié)合新的非線性抑制專利技術(shù)，能夠有效抑制光纖中的SRS，亮度提升30%-40%。而Raycus 976nm泵浦源在33.8倍加速老化的環(huán)境下經(jīng)過了8000小時(shí)的實(shí)時(shí)測(cè)試(約為27萬小時(shí))，功率依然保持穩(wěn)定。

10萬瓦激光器即將交付：對(duì)多個(gè)領(lǐng)域意義重大

除了單模塊12kW激光器現(xiàn)場(chǎng)演示外，銳科激光還發(fā)布了更令人震撼的產(chǎn)品——多模100kW光纖激光器。據(jù)OFweek激光網(wǎng)了解，銳科激光接到某研究所的10萬瓦多模組超高功率激光器訂單，目前生產(chǎn)工作已接近尾聲，預(yù)計(jì)將在今年年中完成交付。這款激光器將會(huì)用于航空航天、輪船高鐵、核電等工業(yè)領(lǐng)域，包括高壓蒸汽管道焊接、輪船高鐵航天器等大型工件主體焊接等。

10萬瓦多模組超高功率激光器

提到10萬瓦，不得不提2017年的德國(guó)慕尼黑光電展上，IPG便已展出12萬瓦的光纖激光器，但對(duì)中國(guó)市場(chǎng)僅銷售最高功率為15kW的工業(yè)用激光器(那時(shí)15kW僅為預(yù)售，實(shí)際上市面上最高功率只有12kW)。當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)激光器正處在千瓦向萬瓦攻關(guān)的關(guān)鍵時(shí)期，盡管國(guó)內(nèi)已有個(gè)別企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)萬瓦激光器出光，但還未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用。時(shí)隔4年，10萬瓦級(jí)的國(guó)產(chǎn)激光器終于打破了國(guó)外的壟斷，邁向了工業(yè)市場(chǎng)。

在筆者看來，開發(fā)10萬瓦甚至更高功率的激光器對(duì)工業(yè)、科研、國(guó)防等領(lǐng)域有著重大意義。就工業(yè)市場(chǎng)而言，目前激光的滲透率不足10%，傳統(tǒng)工藝設(shè)備的升級(jí)替代空間非常巨大。在冷加工方向上超快激光承擔(dān)了開發(fā)應(yīng)用、拓展市場(chǎng)的重任，而熱加工方向則是超高功率激光承擔(dān)了這一重任。隨著超高功率技術(shù)逐漸成熟，更多高端應(yīng)用市場(chǎng)將被打開，未來可期!

激光焊接家族：打破同質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)，打開發(fā)展新局面

除了萬瓦產(chǎn)品的更新外，銳科激光也對(duì)焊接激光器系列進(jìn)行了升級(jí)。實(shí)際上早在2018年底，銳科激光便已公開表示激光焊接市場(chǎng)的機(jī)遇已經(jīng)到來，將大力研發(fā)焊接激光器技術(shù)。2019年7月，南京理工大學(xué)朱日宏、沈華教授團(tuán)隊(duì)研制的萬瓦級(jí)光閘樣機(jī)在銳科激光通過了樣機(jī)性能測(cè)試;10月，銳科激光與哈爾濱工業(yè)大學(xué)先進(jìn)焊接與連接國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、哈爾濱工大焊接科技有限公司在哈爾濱工業(yè)大學(xué)簽訂了三方戰(zhàn)略合作協(xié)議;2020年上半年，銳科激光推出了“帶光閘高功率光纖激光器”和“光束可調(diào)高功率光纖激光器”，進(jìn)入高端焊接市場(chǎng)。在2020年受疫情影響的情況下，銳科激光焊接激光器銷量同比增長(zhǎng)152%!

據(jù)悉，銳科激光自去年發(fā)布光束可調(diào)的ABP激光器后，市場(chǎng)反響良好。為適應(yīng)更多應(yīng)用場(chǎng)景的需求，銳科激光豐富了ABP激光器的型號(hào)配比，過去只有6+6一種型號(hào)，現(xiàn)在已開發(fā)出6+6、4+4、4+2、2+4、3+3、2+2等多種型號(hào)，不同的機(jī)型可以滿足不同的應(yīng)用需求。全系列的ABP激光器均采用銳科自主研發(fā)的多芯層光纖，可以進(jìn)行中芯功率和環(huán)芯的功率獨(dú)立調(diào)節(jié);在焊接過程中會(huì)形成等離子云，幾乎沒有飛濺;焊縫表面更加的光滑平整，而且熔深更深，熔池更寬。

銳科激光全系列ABP激光器

同時(shí)，面對(duì)愈發(fā)繁榮的激光手持焊市場(chǎng)，銳科激光推出了小體積手持焊專用激光器，體積和重量均減少50%左右，更加便于集成。此外，銳科激光還發(fā)布了一款與航天三江激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院共同研發(fā)的焊接檢測(cè)系統(tǒng)。這款焊接檢測(cè)系統(tǒng)可以在焊前、焊中、焊后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接質(zhì)量，降低企業(yè)檢測(cè)成本、提高生產(chǎn)效率，解決了高自動(dòng)化企業(yè)在成本、效率、質(zhì)量三者之間難以平衡的痛點(diǎn)問題。

從3年前開始布局焊接，到3年后形成多機(jī)型、多功能、多場(chǎng)景、包含檢測(cè)系統(tǒng)在內(nèi)的激光焊接家族，可以看出銳科激光強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)實(shí)力以及對(duì)這一市場(chǎng)發(fā)展的決心。而焊接激光器逐年增長(zhǎng)的銷量，也預(yù)示著這一市場(chǎng)的廣闊前景。在萬瓦激光扎堆切割市場(chǎng)、一味拼價(jià)格的當(dāng)下，只有擺脫同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，打開新的應(yīng)用市場(chǎng)，才能真正促進(jìn)激光行業(yè)的良性發(fā)展。

清洗激光器：高端制造的必備武器

在激光清洗方面，銳科激光帶來了升級(jí)版高能量脈沖清洗激光器RFL-P500H。該激光器4檔脈寬可調(diào)(30/50/70/100ns)，脈寬可低至30ns，更高的單脈沖能量(最高可達(dá)50mJ@10kHz)，熱效應(yīng)更小，清洗能力更強(qiáng)，在效果和效率滿足要求的情況下，比上一代產(chǎn)品在玻璃除膜清洗效率上提速20%。

升級(jí)版高能量脈沖清洗激光器RFL-P500H

據(jù)悉，銳科激光還積極探索激光內(nèi)壁清洗(采用前聚焦技術(shù)，通過前聚焦將聚焦光進(jìn)行后反射掃面形成圓形從而達(dá)到內(nèi)壁清洗的目的)和復(fù)合清洗技術(shù)(由銳科激光首創(chuàng)并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，對(duì)比單激光500W效率提升百分之200，開發(fā)多波長(zhǎng)復(fù)合激光應(yīng)用)，并開發(fā)了激光清洗質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)(不僅可以用于封閉式平面清洗系統(tǒng)檢測(cè)，還可適用于飛行清洗檢測(cè)，反應(yīng)速度快)。

盡管激光清洗的市場(chǎng)規(guī)模及增速不及其他應(yīng)用，但激光清洗對(duì)高端制造的意義非常重大。在我國(guó)眾多制造業(yè)門類中，不論是模具、微電子，還是機(jī)械零部件、城市建筑、大型裝備，這些行業(yè)都對(duì)清洗有著非常巨大的需求。傳統(tǒng)的清洗工藝(如噴砂、打磨、化學(xué)藥劑等)污染大、效率低，已不足以滿足市場(chǎng)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的需求，更高效、更環(huán)保、無應(yīng)力、無損傷的激光清洗技術(shù)替代傳統(tǒng)清洗工藝是大勢(shì)所趨。

目前，激光清洗已在新車制造、高鐵輪對(duì)及轉(zhuǎn)向架、飛機(jī)蒙皮除漆等領(lǐng)域取得市場(chǎng)化突破，而船舶清洗(包括鋼構(gòu)橋梁的大型機(jī)械部件、石油管道等其他大型基建領(lǐng)域)則仍在進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)攻關(guān)?？梢哉f，未來的高端制造業(yè)與激光技術(shù)的綁定會(huì)越來越深，激光清洗將成為高端制造的必備武器。

布局超快激光：把握高端制造新藍(lán)海

前面提到的激光加工都是熱加工，是利用激光的高能量密度，達(dá)到處理材料的效果。而超快激光屬于冷加工，是利用激光光子的高峰值功率，產(chǎn)生光子電離效應(yīng)，打斷材料(特別是有機(jī)材料)或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵，改變材料分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使材料發(fā)生非熱過程破壞，沒有熱影響區(qū)的材料汽化。如：塑料色變打標(biāo)、脆性材料精密切割打孔、微型光波導(dǎo)制備、精密劃線刻蝕等等。隨著消費(fèi)電子、新型顯示、生物醫(yī)療、3D打印、高端裝備等新應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)于激光加工精細(xì)度要求越來越高，超快激光已經(jīng)成為精密加工的重要方向。

國(guó)神超快激光器新品

銳科激光于2019年收購(gòu)國(guó)神光電，正式進(jìn)軍超快激光領(lǐng)域。2020年，國(guó)神光電轉(zhuǎn)產(chǎn)銳科無錫工廠，生產(chǎn)效率倍增。而在本次光博會(huì)上，國(guó)神光電再度發(fā)布了3款超快新品：大能量皮秒激光器、大功率飛秒激光器和266nm深紫外皮秒激光器。這三款產(chǎn)品將在厚玻璃切割、藍(lán)寶石切割、柔性顯示材料切割等方面發(fā)揮巨大作用。

實(shí)際上，超快激光的特性使其在精密加工上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，近年來超快激光的市場(chǎng)增長(zhǎng)速度也一直高于激光行業(yè)整體的增速。隨著我國(guó)制造業(yè)向高端制造轉(zhuǎn)型，高精密制造的需求將顯著增加，尤其是消費(fèi)電子領(lǐng)域的快速發(fā)展，將帶來透明及半透明材料激光加工巨大的市場(chǎng)需求，而這僅僅是高端制造為超快激光帶來廣闊藍(lán)海市場(chǎng)的一個(gè)縮影。