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国产激光器攻克超高功率难题
来源:全自动端子机电子设备有限公司 | 发布日期:2021-08-04

图片①激光输出头生产车间。

图②生产车间工作人员。

杨文洋摄(中国经典视觉)

激光是20世纪的一项重大发明,被称为“最快的刀”、“最准确的尺子”和“最亮的光”。无论是人类生活、工业、医疗还是航空、电子、生物医学,很多行业都会用到激光技术。

在激光加工设备中,激光器是发出激光的装置,是它的“心脏”。成立于2004年,作为我国最早成立的光纤激光器制造商之一,多年来始终坚持自主创新,致力于推动光纤激光器国产化发展。多项核心技术填补了国内相关领域的技术空白,已发展成为国内首批拥有自主知识产权并在光纤激光器和激光光学两大核心技术上进行垂直整合的高新技术企业之一。

自主研发终于取得积极成果

“光纤激光器具有输出激光光束质量好、能量密度高、电光效率高、使用方便、可加工材料范围广、综合运行成本低等诸多优点。被称为‘第三代’ “激光”,用途广泛,应用于雕刻、打标、切割、钻孔、熔覆、焊接、表面处理、快速成型等材料加工领域。蒋锋董事长告诉记者,光纤激光器已经实现了从0到1的自主研发,甚至达到了产业化标准。 ,研发生产周期长达6年。对激光器及相关器件的持续研发投入严重超出预期,但公司一直咬紧牙关坚持研发。

“2008年之前,光纤激光技术长期被国外企业垄断,激光设备价格居高不下,极大地制约了国内激光技术应用的普及。”姜峰举例说,2004年,10瓦的小功率激光器全部进口,单台价格甚至高达30万元。现在,一台20瓦相同性能的光纤激光器只需4000元左右。

“激光被视为人类生产工具的又一进步,它在工业领域的普及应用,将带来机械加工的颠覆性变革。因此,只有实现真正的国产化,才能不再受制于人,加速推进工业的现代化和智能化发展。”姜峰介绍,公司自成立以来一直在探索,从光纤放大器研究起步,一步步走向光纤激光器的自主研发和创新。 “从2010年到2014年,我们逐步实现了光纤激光器和光无源器件的产业化,逐步打破了国外的技术壁垒和垄断。我们也成为国内第一家实现自主研发生产光纤激光器和激光光学核心的民营企业设备。 。”江枫说。

“在国产激光器发展初期,整个激光器行业使用的激光器几乎都是进口的。业内不相信国产公司可以做光纤激光器,我们甚至很难提供免费试用公司的机会。”对外关系部负责人胡磊谈到了国内激光推广初期的情况。为了获得客户的信任,他们不得不派专业的技术人员到工厂进行一对一的跟进和调试,直到客户满意为止。坚持终于有了回报,创鑫激光终于在2012年实现了盈亏平衡,接下来三年的年销售额增长率高达300%。到2015年,创鑫激光球脉冲光纤激光器出货量全国第一。

加大投入,成功升级

“低功率激光器的应用始终停留在金属表面的处理上,如果要实现深层次加工,就需要中高功率甚至超高功率的激光器。”江峰看到激光应用的发展趋势,在做小功率设备的同时,开始中高功率技术储备。

从2017年到2019年,公司先后针对工业切割市场推出了10千瓦到35千瓦的激光器。在效率、质量和成本等方面全面提升切割能力,推动激光设备行业向超高功率快速发展。

2016年,创鑫激光院士专家工作站成立。产学研的深度融合,让创鑫激光的技术创新更加强大。 2018年,创鑫激光万瓦能量合束器及QBH等大功率器件研发成功。 2019年,创鑫激光25千瓦超高功率多模连续光纤激光器获得工信部颁发的科技成果登记证书。这也是国内第一台通过国家认证的万瓦激光器。同年,创鑫激光推出国内最高功率5kW单模连续光纤激光器和自主研发的第一台35kW多模连续光纤激光器。

“近年来,我们平均每年的研发投入已占到我们总营业额的6.5% 以上。”姜峰表示,只有不断创新,企业才能拥有长久的生命力。在企业创新过程中,要瞄准市场发展趋势,所有产品必须从实验室到用户加工现场无缝连接。同时,还需要不断从一线需求中发现技术瓶颈或障碍,并以此为基础制定研发计划,推动产品快速迭代,满足市场需求。

截至目前,创鑫激光拥有国内外专利323项,计算机软件著作权23项,自主研发生产泵浦源、泵浦合束器、能量合束器、光纤光栅、激光输出头、功率核心光器件包括隔离器、剥离器等。2019年,创鑫激光荣获中国科技创新百强企业、荣格技术创新奖、中国工业激光创新贡献奖。如今,创鑫激光的销售网络不仅覆盖全国各地,还销往20多个国家和地区,在全球光纤激光器行业中占有一席之地。

加速极光产业集聚

产业的发展和提升,不能单靠一户人家的力量。近年来,创鑫激光重点实施“融合制胜”的发展路线,通过标准输出,协助国内厂商共同突破超高功率技术难题。 “这种垂直整合的生态链模式,将推动包括国产芯片、国产光纤在内的上游供应链升级,同时推动激光切割头、操作软件、激光设备系统等周边配套设备不断升级向 10,000 瓦激光产品靠拢。”江枫说。

9月4日,创鑫激光与山东联合发布了最新的40kw激光切割设备。其中,创鑫激光自主研发的40千瓦多模连续激光器创造了国内同类工业切割激光器的最高功率记录,搭载的6千瓦单模也打破了国内工业实用单模最高记录。

创鑫激光推出的40千瓦多模连续光纤激光器基于自身在核心光器件的技术突破。采用国内最高6千瓦的单模块光束组合剥线机生产厂家,集大功率抽运技术和大功率剥除技术于一体。现代激光、大功率合束器、国内首创的EtherCAT总线控制技术等多项技术,意味着可以输出更少的模块、更优化的集成度、更稳定高效的处理能力。

蒋锋认为,40千瓦激光器的推出,不仅重新定义了超高功率核心器件的参数,也是自主研发能力的真实体现,在一定程度上代表了目前国内超高功率领域的激光技术。水平,填补了我国在大功率和超高功率领域的技术空白。更重要的是,在大力发展“新基建”的背景下,5G、新能源、城际高铁、城市轨道交通都将迎来快速发展,必将催生更多激光加工应用需求。加工提出了更高的要求。万瓦激光切割以其精度高、质量好、效率高等优点,必将得到广泛应用。 40千瓦切割设备的推出,将推动我国激光产业核心技术的研发。

胡磊告诉记者,深圳市宝安区是深圳激光产业聚集的核心区。为进一步推动激光产业发展,宝安区正在全力推进“新桥·深圳激光谷”激光产业城建设。计划用3至5年时间升级产业载体34万平方米剥线机生产厂家,整合产业225亩。土地,实现年产值100亿元以上,初步实现产业链集聚的激光应用产业园; 10年内实现产值超过500亿元,形成完整的产业链,形成全球领先的激光装备研发与应用产业集群。作为行业龙头企业之一,创鑫激光正在助力参与“激光谷”建设。包括激光器、光学器件、芯片等在内的核心激光产业链正在一一落户“激光谷”。未来,创鑫激光还将与广东省激光行业协会、激光谷园区合作,助力孵化创新创业团队,为行业发展增添新动能。 (经济日报·中国经济网记者杨扬腾)

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