雷射製造快速發展
雷射技術作為材料加工手段,在工業領域應用十分廣泛,潛力巨大,預計2020年國內雷射產品市場規模已接近1,000億元人民幣,佔全球市場份額的三分之一以上。
從皮革、塑膠瓶、紐扣的雷射打標,到金屬切割焊接,雷射技術的應用範圍已經涵蓋了金屬加工、電子製造、家電、汽車、電池、航空航天、船舶製造、塑膠加工、工藝品等與人們日常生活息息相關的行業。即便如此,雷射製造一直面臨一個瓶頸問題——其細分市場僅涵蓋金屬加工、電子製造、電池、產品包裝、廣告等。如何拓展更多細分市場,實現規模化應用,是當前雷射產業亟待思考的問題。
高階應用需要高精度
自2014年以來,光纖雷射切割技術已大規模應用,並逐漸取代傳統金屬切割和部分數控切割。光纖雷射打標和焊接技術也經歷了快速成長。目前,光纖雷射加工已佔工業雷射應用的60%以上。這種趨勢也促進了光纖雷射、冷卻裝置、加工頭、光學元件和其他核心零件的需求。一般來說,雷射製造可分為雷射宏加工和雷射微加工。雷射宏加工是指高功率雷射應用,屬於粗加工,包括一般金屬加工、航太零件製造、汽車車身加工、廣告標誌製作等。這些應用對精度的要求不高。另一方面,雷射微加工需要高精度加工,常用於矽片、玻璃、陶瓷、PCB、薄膜等的雷射鑽孔/微焊接。
受限於雷射光源及其零件成本較高,雷射微加工市場尚未充分開發。自2016年以來,國內超快雷射加工已開始在智慧型手機等產品上實現規模應用,並將雷射用於指紋模組、攝影機滑軌、OLED玻璃、內部天線加工等。國內超快雷射產業發展迅速,截至2019年,已有超過20家企業從事皮秒雷射和飛秒雷射的研發與生產。雖然高階超快雷射仍以歐洲國家為主,但國內超快雷射已相當穩定。未來幾年,雷射微加工將成為最具潛力的領域,高精度加工將成為部分產業的標配,這意味著超快雷射在PCB加工、光伏電池PERC開槽、螢幕切割等領域的需求將更加旺盛。
國產皮秒雷射、飛秒雷射正朝著高功率方向發展。過去,國產超快雷射與國外的主要區別在於穩定性和可靠性,因此精密的冷卻裝置對超快雷射器的穩定性至關重要。國產雷射冷卻技術發展迅速,從最初的±1℃,到±0.5℃,再到後來的±0.2℃,穩定性越來越高,滿足了大部分雷射製造的需求。然而,隨著雷射功率越來越高,溫度穩定性越來越難以維持。因此,開發超高精度的雷射冷卻系統已成為雷射產業面臨的挑戰。
但幸運的是,國內有一家公司取得了這項突破。 2020年,S&A 特宇推出了CWUP-20雷射冷卻裝置,該裝置專為冷卻皮秒、飛秒和奈秒等超快雷射而設計。這款閉環雷射冷卻器具有±0.1℃的溫度穩定性和緊湊的設計,適用於多種不同的應用。
由於超快雷射常用於高精度加工,冷卻系統對穩定性的要求越高越好。事實上,±0.1℃穩定性的雷射冷卻技術在我國尚屬空白,以往主要由日本、歐美等國家主導。如今,CWUP-20的研發成功打破了這一壟斷,可以更好地服務國內超快雷射市場。了解更多關於這款超快雷射冷卻器的信息,請訪問:https://www.chillermanual.net/ultra-precise-small-water-chiller-cwup-20-for-20w-solid-state-ultrafast-laser_p242.html