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工博会万瓦成标配 国产激光器走向高端应用势在必行

2020年9月15日,第22届中国国际工业博览会在上海开幕。据OFweek激光网观察,本届工博会激光展区出现了大量的万瓦元素,既有激光器厂家齐发万瓦,也有激光设备厂商现场装机演示或单独展示。尽管万瓦激光应用市场还处在高速发展期,但从某种层面上来说,万瓦激光器已成为常规武器。

工博会万瓦成标配 国产激光器走向高端应用势在必行

工博会激光器厂家万瓦齐发

国内现状:通用市场同质竞争,高端市场国外垄断

了解激光行业的人都知道,近几年激光产品价格下行速度非常快,各厂家毛利率大幅下降。造成这一局面的原因一方面在于技术快速迭代,老产品性能不占优势而降价;另一方面在于,通用市场的技术壁垒被打破,高利润低门槛使得大量玩家涌入并进行同质竞争,造成市场迅速红海化。万瓦激光的市场也在这样的背景下迅速暴发。

尽管通用市场(包括现在的万瓦市场)的同质化竞争大大增加了国内品牌的市场占有率,大幅提升了相关领域的国产化水平,但高端应用市场却仍基本被国外产品所垄断,如环形可调光斑在新能源行业的应用、带光闸激光器在汽车生产上的应用、高功率激光清洗的应用、高功率直接半导体激光器在高端熔覆上的应用等。国内技术的空缺使得相关领域非常依赖进口产品。

破局方向:走出舒适区 立足长远布局高端应用

为找到破局方向,打造独有的核心竞争力,国内企业都在往多个方向发力。以锐科激光为例,通过本次锐科激光展出的产品可以看出锐科布局的几个方向:一是特殊科研应用,二是高端焊接,三是高端清洗,四是高端熔覆。

在这几个方向中,用于特殊科研应用10000W单模块连续光纤激光器首次展出。锐科激光相关负责人表示:“这款产品我们几年前开始研发,两年前就已经在用户端开始使用,主要针对科研领域。这款产品因为成本太高不适合工业市场应用,因此原本不打算展出,但经过综合考虑还是决定向业内同仁们做个汇报,展示一下。”

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10000W单模块连续光纤激光器

公开资料显示,锐科10000W单模块连续光纤激光器实现了光学部件100%自主研发,与多模10000W激光器相比体积减少了70%,拥有极好的光束质量(BPP<1.5mm×mrad)和电光转换效率(>40%)。锐科激光表示:“虽然现在展出的这款激光器因为价格太高只能用于科研领域,但也有用于工业市场的版本。工业版的单模块一万瓦激光器BPP在4mm×mrad左右,光束质量与多模1万瓦光束质量接近,但在薄板加工上效率显著提升。”

针对高端焊接领域,锐科激光则再次展出了带光闸和光斑模式可调的高功率光纤激光器。带光闸的光纤激光器使用单路耦合器,2、4路分时光闸,耦合效率超过96%,并可在45ms内实现光束切换,同时配备快速光纤熔断保护机制,其光束切换装置性能可靠,可实现数十万次连续切换。

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锐科激光自主研制的光闸

光束可调技术也是面对国外技术封锁下实现的一大突破,国外企业如IPG、恩耐、相干、通快等均掌握这一技术,但国内的环形光斑技术依然停留在中心和环形功率不可独立调节的层次上。锐科激光在这一领域实现了技术突破,其光束的能量分布比例(环及中心功率)均可任意调节,以满足对不同应用、不同材料的需求。锐科激光工程师介绍说,光束可调能解决动力电池焊接中常见的飞溅问题,获得更优质的焊缝质量。

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6000/6000光束可调高功率光纤激光器

针对高端清洗应用,锐科激光再次展示了功率高至2000W的脉冲光纤激光器。这款产品具有高单脉冲能量、高峰值功率、高光束质量、高亮度匀化输出光斑的特点,能够实现高稳定输出,具有更好的一致性,同时更低的脉宽也将减少清洗过程中的热积累效应。更为重要的是,近年来我国环保政策愈发严格,激光清洗能够很好地解决传统酸洗技术存在的效率低、岗位作业环境差、污染严重、人员配置多、经济效益低等一系列问题。

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清洗用2000W高功率脉冲光纤激光器

锐科激光副总经理李杰介绍说:“2017年开始,激光清洗就成为业内的热议话题。那时候激光清洗的应用还处在探讨阶段,大家都在聊怎么用,现在这个量已经起来了,我们的销售数据体现得非常明显,这次展出的2000W清洗用脉冲激光器也已经在客户现场得到应用。”

在高端熔覆市场,锐科激光则准备了8000W高功率半导体激光器。这款激光器有更高的电光转换效率,更低的功耗。由于其柔性的激光输出方式,能够方便地与系统设备进行集成。

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8000W光纤输出半导体激光器

李杰表示:“我们本次工博会想要给大家呈现的是,锐科的产品线不仅大而全,并且大力开发针对高端应用的技术,打破进口垄断。目前在高端应用的产品上锐科激光已经实现突破,虽然市场上还是进口垄断的格局,但我们提供了打破垄断的可能性。我们相信这些研究成果很快会在应用端有所体现。”

锐科战略:以市场为导向,推动高端激光应用的国产化替代

作为国内首家激光器上市公司,国字头的锐科激光在多项领域都有技术储备,但对外公布却不那么“及时”。李杰告诉笔者:“锐科一直坚持以市场需求为导向,不会过早公布还没有形成需求的产品。从整体趋势来说,更高功率确实是未来激光技术的发展方向之一,包括更高功率的切割、更高功率的焊接、更高功率的清洗、更高功率的单模块等等。这些技术储备我们和一些友商都具备,我们会在合适的时机进行公布。”

从锐科激光两次参展的情况来看,其战略方向已从高功率光纤激光器领军者转为高端激光应用国产化的探路者。李杰表示:“我们以高端替代为目标进行战略布局,希望在推动高端激光产品的国产化替代上起到表率作用。对激光器企业而言,实现高端制造的国产化替代最关键的在于能够攻克核心器件的技术壁垒,包括特殊的光纤、合束器、光闸等。很多高端应用的关键器件是买不到的,只有自己做,国际领先的行业巨头们都能够自己把控所有的关键器件。只有自己掌握核心器件制造,才能依照自己的意愿开发更高端的产品。”

眼下,我国工业激光仍呈现切割应用一家独大的局面,这导致了众多厂家扎堆于钣金切割市场,希望“挣快钱”,对于需要砸资金、砸人才、砸时间的高端应用市场,则鲜有企业能够坚持。幸运的是,大洋彼岸的某国对我国高新科技产业频频制裁与恫吓,让国人意识到核心技术的重要性,科技行业也迸发出强烈的攻克核心技术的信念。我们希望,在这样的局势下,激光行业也能够掌握更多核心技术,开拓更多高端应用,让中国制造真正走向高端制造!

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