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2015-2016年湖北激光切割行业概况及现状分析

2016-06-28 00:30
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  据我国激光切割现状分析,经过了几十年的发展后,激光器产业已经演变成了一个极具产业规模的高科技产业,而湖北也成为最重要的激光研究、制造、推广和应用基地。现对2015-2016年湖北地区激光切割行业概况及现状分析。

  工业激光切割发展现状

  大功率光纤激光器在锐科激光、武汉光电国家实验室以及武汉北方光电,提高光纤激光器性能和输出功率是他们的主要研究方向。研究目标是开发出切合实际的1-4kW光纤激光器,不断开发高功率泵浦耦合器,通过增加光纤芯径制造高功率激光合束器,生产出6kW光纤激光器,并开发10kW光纤激光器。他们还希望开发100W脉冲光纤激光器,1.5μm人眼安全、高峰值功率的掺铒脉冲光纤激光器以及2μm掺铥光纤激光器。这些激光器具有重要的国防应用价值,如激光遥感和激光红外技术等。武汉安扬激光技术有限责任公司研发的超快光纤激光器和高功率飞秒脉冲光纤激光器为光时分多路复用(OFDM)和激光微加工发展提供了理想的光源。

  高功率、高光束质量二极管激光器 武汉凌云光电科技有限责任公司、 华中科技大学以及锐科激光研发目的是开发光束整形、光束准直以及光纤耦合多阵列二极管激光器,并研究高稳定性和高功率二极管激光器作为光纤激光器或其它应用的泵浦源使用情况。他们计划开发1kW塑料焊接二极管激光器,进行表面处理的4kW二极管激光器以及用于切割和焊接的2-3kW高光束质量二极管激光器。

  高功率二氧化碳激光器华中科技大学(HUST)已经研发出了功率从200W到1kW的径向偏振、快速轴流二氧化碳激光器。此外HUST还开发出了3kW射频二氧化碳激光器,输出功率为100W至3kW。

  调频和超快激光器的发展。华中科技大学、武汉华日精密激光有限责任公司以及武汉安扬激光技术有限责任公司开发出了一系列纳秒全固态10W紫外线(UV)激光器以及等一系列 10-50W皮秒激光器,功率为3~50W。现在,他们正在研究被动锁模、固体激光腔、绝缘设计和脉冲选择等课题。该激光器具有单偏振输出,并且可以适用于发光二极管(LED)蓝宝石切割。

  高功率激光加工设备。基于高功率(2-10kW)工业激光器的大型激光加工设备主要被开发应用于钢铁、石油、冶金、汽车、船舶、航空航天以及其他领域。应用技术包括高功率激光切割、镀层、热处理和焊接。武汉现在拥有10多个激光切割工厂,生产中等功率到高功率、小型到大型以及刚性系统到灵活系统设备。

  主要应用于汽车和焊接机器人的激光器。武汉法利莱切割系统工程有限责任公司、奔腾楚天激光(武汉)有限公司、华工科技以及华中科技大学主要研究机器人激光加工系统在汽车行业的应用。远程扫描和焊接技术充分利用单端和非接触式激光焊接技术,并将这些优点有与高速扫描透镜结合,大大缩短焊接时间。

  车门和底板激光远程扫描和焊接系统的开发使用了连接到一个控制系统(控制6轴机器人和3轴振动反射镜)的高功率光纤或碟片激光器,用于生产线的车辆底板远程扫描和焊接,以及车门远程扫描。此外还利用了远程扫描、焊接质量检验技术,以满足3D车身焊接对高效定位的需要,并开发厚钢板大幅面高速激光切割系统。

  他们还能解决高功率、大幅面、即时多钻(DOF)以及飞行光学CO2激光切割系统等技术问题,包括光传输(光束准直、等光程、聚焦、光稳定);研发长悬臂、转向节臂、直线电机驱动的高速切削机床制造技术;控制系统;先进的软件技术以及系统集成技术等。从而导致国内高端激光切割设备在船舶、钢铁、工程机械以及军事工程应用的突破,并替代进口系统。

  2016-2021年激光切割设备行业深度分析及“十三五”发展规划指导报告显示,目前正在大力开发光纤激光切割机,主要用于航空航天设备、船舶制造、仪器仪表、机电产品以及汽车制造应用等领域的金属薄板切割。现在的重点是开发用于汽车车身和航空航天领域高功率激光焊接系统的在线激光焊接设备。

  航天应用混合焊接系统。华工科技、华中科技大学、奔腾楚天激光(武汉)有限公司以及武汉法利莱切割系统工程有限责任公司目前研究用于激光焊接的材料,如铝、锰、铜以及钛合金的技术。他们正在研究高强度铝合金焊丝材料,并试图在高强度铝合金板10-20mm厚激光焊接技术领域取得进步。他们还研究有色金属和中厚钢板的高功率光纤激光焊接,以及用于MIG复合焊接和焊丝混合焊接技术。

  高功率二极管激光加工。华工激光和团结激光正在研究综合智能二极管激光表面硬化和再制造系统,以验证距离、温度、跟踪和加工效果的智能控制。这可以用于汽车覆盖件模具、矿机、煤机、石油化工机械以及发电机组(如下图)的热处理和大型机械组件的修复。

  电子行业精密加工系统。华工激光、武汉凌云光电科技有限责任公司以及武汉三工光电设备制造有限公司正在研发具备较高的重复频率、高峰值功率、短波和激光精密调节系统的短脉冲宽度的低平均功率工业激光精密加工设备,液晶显示器(LCDs)激光精密修复系统、印制电路板精密激光修复系统、激光硅芯片切割划片系统、紫外激光LED蓝宝石衬底外延片切割以及一些关键技术和设备,如精密光栅、表面贴装技术(SMT)模具、柔性印刷电路(FPC)切割、钻孔技术(HDT)、激光微雕刻以及印刷电路板插座焊接等。

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