激光加工現(xiàn)在已經(jīng)快速推進(jìn)到各個(gè)行業(yè)應(yīng)用，特別是金屬激光切割、焊接的應(yīng)用早已為人熟悉。千瓦級(jí)甚至萬(wàn)瓦級(jí)以上激光功率的激光應(yīng)用都可以統(tǒng)稱(chēng)為宏觀加工，在金屬材料與非金屬材料均有較多的應(yīng)用，目前工藝比較成熟。宏觀加工本質(zhì)上來(lái)說(shuō)其實(shí)是一種粗加工，工件材料本身是尺寸較大的結(jié)構(gòu)件，材料對(duì)激光能量造成的損傷程度要求精度沒(méi)有很高，它所要求的的可能更多的是效率，相對(duì)于傳統(tǒng)工藝能更好實(shí)現(xiàn)批量產(chǎn)能，這才讓激光宏加工有更好的機(jī)會(huì)。由于激光宏觀加工集中在中高功率，特別是在金屬材料的應(yīng)用已經(jīng)成熟，目前的狀態(tài)是處于產(chǎn)品批量出貨階段，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也是比較充分的。
開(kāi)辟激光微納加工的藍(lán)海
激光作為一項(xiàng)工具是一把無(wú)形的刀，根據(jù)能量、光束類(lèi)型的調(diào)節(jié)可以變?yōu)橐话迅?、更精、更利的刀。激光產(chǎn)業(yè)要探索更廣闊的藍(lán)海市場(chǎng)，也只有往這方面去拓展，才是一個(gè)出路。小功率的激光微納加工是值得重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)領(lǐng)域，這里所配備的往往是指超快激光器。
以皮秒與飛秒激光器為代表的超快激光自2003年后開(kāi)始了技術(shù)應(yīng)用，工業(yè)應(yīng)用的歷史才10多年，歐、美、日、俄等國(guó)家正在致力于開(kāi)拓更多的應(yīng)用。以前，超快激光器市場(chǎng)的主要企業(yè)是外國(guó)公司，以相干、光譜物理、通快、NKT、EKSPLA、Light Conversion、Lumentum、EdgeWave、Amplitude等公司為代表。
中國(guó)作為超快激光器發(fā)展的后起之秀，大約于2012年前后才有較多的相關(guān)科研成果以及產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。吉林大學(xué)、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、中科院物理所/光機(jī)所等都在大力推進(jìn)超快激光發(fā)展。
進(jìn)入2017年后，我國(guó)超快激光器逐漸噴涌式發(fā)展，大族、華日、安揚(yáng)、虹拓、卓鐳、貝林、國(guó)神、英諾、華快等國(guó)內(nèi)主要企業(yè)大力推進(jìn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。另外還有英谷、羅根、諾派、朗研、贏圣科技、自貿(mào)、盛鐳、奧創(chuàng)、瀚盈等企業(yè)也是從事超快激光器。目前我國(guó)企業(yè)基本上擁有了成熟的皮秒激光器，小功率的飛秒激光工業(yè)應(yīng)用也已經(jīng)開(kāi)始了，正在往大功率方向推進(jìn)。
至2020年，粗略統(tǒng)計(jì)我國(guó)擁有20家以上的企業(yè)從事超快激光器，這些企業(yè)一部分走固體超快激光路線，如貝林、英谷，一部分走全光纖超快激光路線，如華日、安揚(yáng)、華快。目前遇到的一個(gè)尷尬處境是，我國(guó)的科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)打破外國(guó)壟斷，發(fā)展出成熟的超快激光器，產(chǎn)能也是非常充足的，但是超快激光的市場(chǎng)沒(méi)有完全打開(kāi)。這就導(dǎo)致在一個(gè)小批量的應(yīng)用市場(chǎng)里，這么多國(guó)產(chǎn)超快激光廠商在與外國(guó)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)國(guó)內(nèi)品牌之間也打起了價(jià)格戰(zhàn)。
僧多粥少，設(shè)備商群體數(shù)量不足
目前國(guó)內(nèi)雖然擁有規(guī)模龐大的信息產(chǎn)業(yè)、微電子制造業(yè)、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)以及玻璃屏幕、面板產(chǎn)業(yè)，但在超快激光微納加工的使用時(shí)間以及工藝探索仍然不夠，當(dāng)前主要從事超快激光微納加工設(shè)備的企業(yè)有廣東的大族、海目星、盛雄、韻騰、火焱、東贏、國(guó)奧，華東的德龍、天弘、致凱捷、允可、思拓機(jī)器，武漢的帝爾、華工、三工、元祿等主要企業(yè)。并且大部分企業(yè)的體量并不是很大，許多企業(yè)在幾年前達(dá)到了一個(gè)出貨量水平，就一直沒(méi)法繼續(xù)突破了。目前可能從事超快激光器的企業(yè)都要比裝備商企業(yè)多，超快激光應(yīng)用的門(mén)檻較高，也是一個(gè)重要原因，讓很多想做的企業(yè)難以進(jìn)入。
2020年超快激光器迎來(lái)真正意義的爆發(fā)，全年出貨量達(dá)到2300臺(tái)(包含國(guó)內(nèi)外品牌)，增長(zhǎng)近一倍，其中超過(guò)80%是皮秒激光器，飛秒激光器占比較小。當(dāng)前占據(jù)市場(chǎng)份額較多的有卓鐳、英諾、貝林、華快、華日、國(guó)神等企業(yè)，另外還有通快、相干、光譜物理、奧徒等外國(guó)品牌。這一年內(nèi)超快激光器競(jìng)價(jià)情況激烈，國(guó)產(chǎn)品牌跌破了1萬(wàn)元1瓦，20瓦的皮秒只需十幾萬(wàn)元。超快激光精密加工繼續(xù)滲透到PCB制造、精密機(jī)械制造、玻璃切割、OLED面板加工、手機(jī)部件加工、醫(yī)療器械加工、光伏等領(lǐng)域。中國(guó)擁有龐大的電子制造業(yè)，激光精密制造的滲透率目前仍然非常低，未來(lái)市場(chǎng)空間仍然巨大。預(yù)估大約兩三年后，超快激光器年出貨量可達(dá)5000臺(tái)，發(fā)展?jié)摿εc后勁非常巨大。
超快激光冷水機(jī)助力微納加工應(yīng)用
超快激光微納加工除了在工藝以及應(yīng)用端仍然需要下功夫外，在配套產(chǎn)品也是欠缺的，以往超快激光冷水機(jī)還常常依賴(lài)進(jìn)口產(chǎn)品。過(guò)去6年里，特域機(jī)電致力于研發(fā)超高溫控精度的冷水機(jī)，期間經(jīng)歷了兩次失敗，終于在2020年初，特域機(jī)電成功突破了此項(xiàng)技術(shù)，把溫控精度做到了±0.1°C，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了穩(wěn)定可靠，并順勢(shì)推出了CWUP-20這款產(chǎn)品。
CWUP-20適用于市面上主流的20W超快固體激光器冷卻，包括皮秒、飛秒激光器的應(yīng)用。因此，CWUP-20是一款名副其實(shí)的“超快激光冷水機(jī)”。目前該產(chǎn)品適用于全品牌的超快光源，達(dá)到高精度±0.1℃溫控技術(shù)。CWUP-20的成功推出，就大受歡迎，在2020年獲得了近千臺(tái)的出貨量，為我國(guó)即將大規(guī)模應(yīng)用超快激光精密加工提供了性?xún)r(jià)比良好的冷卻配套選擇。
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