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激光技术正在入侵这些行业,你还有多少不了解?

2020-2-27

  到2020 年,全球激光加工市场规模预计将突破150 亿美元。其中,亚太地区将占据全球激光加工市场的最大份额,中国、日本及韩国将成为最主要的激光应用市场。

被激光技术改变的传统工艺

由于生产技术不成熟,激光技术产生之初并未有太多实际用途。后虽有切割,光束武器等应用,但又受制于制造成本高昂和气候条件复杂等因素被束之高阁。近百年来各领域工程师和专家一直努力改进创新技术及应用,激光切割、焊接、打标等技术已经广泛地应用于工业生产和社会生活的方方面面,并代替了许多传统制造工艺。


手机(3C)制造

手机(3C)消费电子产品正朝着高集成化、高精密化方向升级,其产品内构件越来越小巧,电子集成度越来越高。所以,屏幕、线路板、后盖、内结构件(外观、形变、拉拔力)对切割、焊接、打标技术的要求也越来越高。

同时伴随着产品周期短、出货量超大等问题,传统的印刷、冲压、CNC等工艺已经不能满足高品质的加工需求,或者不能有效控制生产成本。而经过长时间的发展,激光技术已能够轻松实现常规方法无法实现的工艺,已成为苹果、蓝思科技等高端用户的一致选择。


汽车制造

在欧美等发达工业国家,目前有50%~70%的汽车零部件是用激光加工(车身板材激光拼焊、白车身顶盖焊接、覆盖件激光三维切割、零部件激光打标和熔覆)来完成的,速度快、精度高、质量好。

随着新能源政策及市场不断推出新品的趋势,汽车轻量化和更高效率的生产技术对汽车生产企业的发展至关重要。大族激光已经在这个领域取得重大进展,例如在SIMM展示的三维五轴联动激光切割机、拼焊系统、柔性焊接工作站已装备新能源汽车和宇通客车等高端制造企业。


新能源电池焊接

动力电池是新能源汽车的核心零部件,直接决定整车性能。电池外壳的传统加工方式是通过普通焊接或深喉冲压拉伸来完成,但安全性、使用寿命及综合成本始终无法达到市场要求。对比发现,激光焊接优势在于焊材损耗小、被焊接工件变形小、设备性能稳定易操作,焊接质量及自动化程度高。

可以说,激光焊接工艺上的优势是其它焊接方式无法比拟的。随着新能源汽车行业迈向纵深发展,对配套电池的装配与焊接精度、质量都提出了更高的要求,大规模的采用激光焊接工艺也势在必行。


金属板材加工

在激光市场爆发之前,各类金属薄板零件加工都避不开数控转塔冲床加工工序,通过简单的模具组合,可以一次性自动完成多种复杂孔型和浅拉伸成型加工。但是当光纤激光技术成为市场主流时,激光加工则显现出大的优势。

光纤激光加工不仅仅是加工精度高、效率快,而且可针对薄板及厚板都加工、各种复杂的图形及曲面加工,无需开模,更容易实现自动化。因此,目前市场上激光加工已经开始取代部分数控转塔冲、剪板机。


工业清洗

当“制造业”遇上“环保”,如何寻找更清洁,且不具损伤性的清洗方式变成了老板们不得不考虑的问题。与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比,激光清洗具有更安全、高效率、不产生污染等优点。


目前激光清洗主要用于模具、武器装备、飞机旧漆、电子工业、石雕等工业领域;随着技术的不断完善和设备的批量化生产,激光清洗技术必将工业清洗领域发挥重要的作用。


全球激光产业下的中国

当前世界激光产业的发展按区域主要可划分为美国、欧洲、日本及太平洋地区,从激光技术研发实力来看,在激光医疗及激光检测方面美国领先在前,而在激光材料加工设备方面德国有明显优势,在光电子技术方面则是日本占据首位。


全球比较知名、规模较大的激光公司有德国通快、德国罗芬、美国IPG、美国相干、美国恩耐nLIGHT、美国光谱物理等综合类型的上市公司。也就是说,从激光光源、元器件、材料及应用技术,激光产业核心技术都掌握在少数发达国家手中。


相比之下,我国的激光产业起步虽然较晚,但发展十分迅速。目前我国的激光加工产业可以分为四个产业带。


珠三角以市场为导向形成覆盖了大、中、小功率激光加工产业群,长三角以大功率激光切割焊接设备为主,环渤海以大功率激光熔覆和全固态激光为主,武汉光谷以产学研背景形成华中地区覆盖了大、中、小激光产业区。


随着锐创、创鑫、华日、大族等国内激光企业一直努力研发和提升产品稳定性,国产激光器能够在激光制造领域占领一定市场份额,国外品牌激光器的价格下降,相信这只是时间问题。


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