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深度分析:激光清洗是狭小市场还是无边蓝海?

近几年,激光清洗凭借更环保、更高效、不损伤基材等优势受到业内关注及市场认可。有人认为,激光清洗目前是一片蓝海,有望成为未来激光应用市场重要的增长点。也有人认为,激光清洗适用市场太小,技术壁垒不高,难有大的发展。那么,激光清洗市场到底有没有技术壁垒?未来前景到底如何呢?

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激光清洗

激光清洗早期发展历程

早在上世纪70年代,美国加州大学的学者J.Asmus发现激光可以去除石像雕塑表面的深色污垢且不损伤石像本身,并开始了激光清洗雕塑等艺术品方面的科学研究。80年代中期,随着电子信息产业的发展,清除储存器模板上微小颗粒的需求激增,激光清洗受到广泛关注,并被正式确认为一种行之有效的清洗方法,由此加大了研究力度。到了90年代,激光清洗正式进入工业化生产阶段。

激光清洗的去污范围非常广泛。除了早期的清洗艺术品、古代典籍和清除微电子元器件表面的纳微米颗粒外,1992年,联合国教科文组织成功利用激光清洗对英国睡眠大教堂实施了维修,法国科学家也已实现激光清洗城墙,美国科学家则用激光清除航空器上的油漆和铁锈等。目前,国际上主要的激光清洗产品供应商包括P-laser、CleanLaser、Adapt Laser Systems、General Lasertronics、IPG等。

我国激光清洗的研究起步相对较晚,2000年才有研究机构利用Nd:YAG激光器进行脱漆实验。但早期的激光清洗研究受限于激光器功率较低,难以满足工业市场需求,只停留在实验室研究阶段。随着欧美等国的激光清洗在基建、工业、军事等领域实现规模化应用,我国学界也开始意识到进行激光清洗研究的必要性和重要性,加大了对激光清洗核心技术及应用工艺的研究力度。

激光清洗核心技术难点

以现在的眼光来看,激光清洗设备的核心部件无非是激光器、控制系统、清洗头。有人认为,这几项核心部件都没有技术壁垒,尤其是国产光纤激光器的快速发展,更是把最难的问题解决了,整体而言激光清洗产业没有太大的技术含量。事实真的如此吗?

实际上,现在功率发展最快的激光器是多模连续光纤激光器,而适用于清洗应用的则是脉冲光纤激光器。锐科激光清洗负责人告诉OFweek激光网:“激光清洗的初衷是在不损伤基材的情况下还原金属本色。虽然连续激光器功率较高,也可以去除金属表面的油漆,但由于连续激光的能量过高,热效应非常严重,会使金属表面产生重熔,破坏金属材料本身。因此只有极少数场景可以用连续激光器,绝大部分清洗需要用脉冲激光器。”

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30ns, 10kHz频率的激光脉冲示意图

目前脉冲激光器的功率则远远低于连续激光器的水平。锐科激光清洗负责人表示:“我们说的脉冲激光器功率通常是平均功率,实际上脉冲激光还有个峰值功率。平均功率100W的脉冲激光峰值功率通常接近10000W,这对脉冲激光器的光纤、光栅及其他器件的承受能力带来很大考验。简单来说,器件的功率承受能力制约了脉冲激光器功率发展。”

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