安順智能化雷射鋼絲繩

二維Longny雷射鋼絲繩、一體化集成綜合型雷射沖壓電子設備、手持雷射沖壓、機器視覺+雷射研磨電子設備……

雖然與外國相比，中國的雷射電子設備產業產業發展起步較快，但近三年來跨入了快速發展期，雷射武器裝備量產進度全面加速。與此同時，針對新時期產業發展面臨的挑戰，雷射電子設備產業產業發展急速挖掘著嶄新的產業發展方向，一個嶄新的時代已經開始開啟。

雷射做為新型單色光，具有反之亦然好、高亮度、單色性好及高能量密度等特點，被譽為“最快的刀”、“林宏吉的尺”、“最暗的光”。“雷射控制技術”是現代高科技應用領域的重要此關鍵性控制技術，也是繼核電、計算機、積體電路之后20世紀人類五項重大發明之一。

過去幾十年，以雷射器為依據的雷射工業在全球產業發展產業發展十分迅速，現在已廣泛應用應用領域于工業生產、通訊、數據處理、公共衛生、軍事、文化教育以及科研等方面。

2016年2月科學技術部發布的《國家重點項目此基礎科學研究產業發展方案》明確將“雷射器的研制”列入國家重點項目此基礎科學研究產業發展方案。

雷射產業產業發展鏈

就現階段總體雷射產業產業發展鏈上看，上游主要就主要包括雷射金屬材料和此基礎建設電子元件，如雷射晶體、雷射燈、軍用纜線、紅腺、振鏡等;中上游主要就是各式各樣雷射器及其此基礎建設研磨電子設備，例如CO2雷射器、纜線雷射器、各式各樣電機電子設備、機電電子設備、雷射組件等等。

從總體系統應用應用領域的成本上看，雷射器做為單色光，占雷射武器裝備總值的30%-60%，美國微擾、IPG、德國通快等巨頭廠商處于金融行業領袖的位置;亞洲地區新冒起的銳科2019年已占據亞洲地區消費市場24%的份額，顯示出國產替代速度已經開始加快，并且在軍用纜線、大功率點陣等關鍵光學電子元件上急速實現研發突破。

雷射產業產業發展下游消費市場主要就指的是各式各樣應用應用領域細分金融行業，其中，金屬材料研磨及顯微、光纖、數據存儲、測量及感應器、醫療美發等都是重要開發應用領域，為各類終端客戶主要包括汽車制造業、3C電子、專業盒形研磨、航太、風電、船舶重工、機械設備及軍工行業等提供先進的控制技術軟件系統。

雷射研磨電子設備分類

做為雷射產業產業發展的中上游消費市場，雷射研磨電子設備可分為五類：雷射打標機、雷射目核、雷射鋼絲繩。而雷射打標機目前有積體電路雷射打標機、CO2雷射打標機、纜線雷射打標機、紫外光雷射打標機等;雷射目核目前有YAG雷射手動目核以及纜線傳輸手動雷射目核等;雷射鋼絲繩有YAG雷射鋼絲繩和纜線雷射鋼絲繩等。

YAG雷射機

YAG雷射器是紫外光頻帶波長為1.064um的固體雷射器，采用氪燈做為能量源(激勵源)，ND：YAG(Nd:YAG雷射器。Nd(釹)是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁石榴石，晶體結構與紅寶石相似)做為產生雷射的介質，激勵源發出特定波長的入射光，促使工作物質發生居量反轉，通過能級躍遷釋放出雷射，將雷射能量放大并整形聚焦后形成可使用的雷射束。

積體電路雷射機

積體電路泵浦雷射打標機是使用波長為0.808um積體電路雷射二極管(測面或端面)泵浦Nd：YAG介質，使介質產生大量的反轉粒子在Q開關的作用下形成波長1.064um的巨脈沖雷射輸出，電光轉換效率高。積體電路泵浦雷射打標機與燈泵浦YAG就剛打標機相比有較好的穩定性、省電、不用換燈、等優點，價格相對較高。

纜線雷射打標機

主要就由雷射器、振鏡頭、打標卡三部分組成，采用纜線雷射器生產雷射的打標機，光束質量好，其輸出中心為1064nm，整機壽命在10萬小時左右，相對于其他類型雷射打標器壽命更長，電光轉換效率為28%以上，相對于其他類型雷射打標機2%-10%的轉換效率優勢很大，在節能環保等方面性能卓著。

CO2雷射打標機

CO2雷射器是遠紫外光頻帶波長為10.64um的氣體雷射器，采用CO2氣體充入放電管做為產生雷射的介質，當在電極上加高電壓，放電管中產生輝光放電，就可使氣體分子釋放出雷射，將雷射能量放大后就形成對金屬材料研磨的雷射束。

綠光雷射打標機

綠光雷射打標機采用側面泵浦，區別于積體電路端泵雷射打標機，有明顯的優勢：波長為532nm綠雷射輸出，聚焦后光斑直徑更小，能量更集中，電光轉換效率高，光束質量好。整機防護好，打標控制方便，采用PLC程序控制，實現一鍵式開機。

電子設備更適用于玻璃制品的表面雕刻，如手機屏、LCD屏、光學電子元件(如紅腺等)、汽車玻璃等。同時可適用于絕大多數金屬和非金屬金屬材料的表面研磨或鍍層薄膜的研磨，如五金、陶瓷、眼鏡鐘表、PC、電子電子元件、各類儀表、PCB板和控制面板、銘牌展板、塑料等。與同類產品相比具有相當高的性價比。它的價格更為高昂。

雷射鋼絲繩

雷射切割是由雷射器所發出的水平雷射束經45°全反射鏡變為垂直向下的雷射束，后經透鏡聚焦，在焦點處聚成一極小的光斑，在光斑處會焦的雷射功率密度高達10^6~10^9W/cm^2。

處于其焦點處的工件受到大功率密度的雷射光斑照射，會產生10000°C以上的局部高溫，使工件瞬間汽化，再配合輔助切割氣體將汽化的金屬吹走，從而將工件切穿成一個很小的孔，隨著電機機床的移動，無數個小孔連接起來就成了要切的外形。

由于雷射切割的頻率非常高，所以每個小孔連接處非常光滑，切割出來的產品光潔度很高。

雷射目核

雷射沖壓是利用高能量的雷射脈沖對金屬材料進行微小區域內的局部加熱，雷射輻射的能量通過熱傳導向金屬材料的內部擴散，將金屬材料熔化后形成特定熔池。

它是一種新型的沖壓方式，主要就針對薄壁金屬材料、精密零件的沖壓，可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等，深寬比高，焊縫寬度小，熱影響區小、變形小，沖壓速度快，焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡單處理，焊縫質量高，無氣孔，可精確控制，聚焦光點小，定位精度高，易實現手動化。

雷射電子設備產業產業發展產業發展現狀與未來趨勢

根據專業機構Laser Manufacture News的調查統計，2018年中國工業雷射與相關產品的消費市場規模約為855億元，同比增長18.6%，與前幾年相比，增長有所放緩;而在2019年復雜的經濟環境下，消費市場增速保持在10%左右，消費市場規模約940億元。面對2020年新冠疫情的爆發，在當前智能化手機、汽車電子等重點項目終端下游消費市場受到嚴重影響的前提下，總體雷射產業產業發展的產業發展同樣挑戰激增，消費市場走向變得撲朔迷離。

2010年以來，得益于雷射研磨應用應用領域消費市場的急速拓展，我國雷射電子設備產業產業發展也逐漸駛入高速產業發展期。2018年中國雷射電子設備消費市場規模達到605億元，同比增長22.22%，2011年至2018年復合增速達26.45%。

然而，近兩年來，受到亞洲地區外經濟形勢的影響，雷射研磨武器裝備消費市場(主要包括打標、沖壓、切割，顯微等等)的增速進一步放緩，消費市場競爭加劇，多數企業遭遇營收規模和盈利能力水平的下滑。

2019年可以說是雷射電子設備金融行業出現轉折的一年，經過前幾年的高速成長后，亞洲地區雷射研磨武器裝備消費市場增速開始減慢，實現銷售收入658億元，同比增長8.8%;2020年初，在新冠疫情影響下，金融行業開工不足、發貨延期，以及全球經濟走勢不確定因素增加，使得今年亞洲地區雷射研磨電子設備消費市場的產業發展同樣令人堪憂。

為此，各大廠商正通過橫向拓展雷射研磨武器裝備業務產品線，來推動總體業務規模的持續增長;同時，隨著精密雷射研磨電子設備量產的落地，一方面廠商鞏固顯示面板、3C電子等傳統金融行業的應用應用領域優勢，另一方面也積極開拓太陽能、積體電路等高端金融行業消費市場，促進雷射研磨武器裝備業務規模實現新的跨越，推動金融行業從“量變”邁向“質變”的階段。

在控制技術層面，主要就出現以下幾個產業發展趨勢：

1、大功率雷射研磨電子設備在鋼材、幕墻、汽車等金融行業消費市場的應用應用領域量穩步提升;

2、雷射切割手動化研磨單元增長十分迅速，特別是二維Longny雷射鋼絲繩解決了二維曲面、異性曲面等工件成型的“痛點”，其高精度、高速度、高柔性特性為金融行業應用應用領域注入了強大的活力;

3、超大幅面的雷射研磨電子設備也是熱點之一;

4、金屬金屬材料大功率雷射研磨電子設備開始拓展至超快、超精密微納米級水平。

5、新興金屬材料和新型結構的興起，雷射沖壓控制技術向高效新工藝轉變，以實現輕量化、總體化結構件制造、精密制造、低成本高效新工藝的需求方向轉變，尤其是一體化集成綜合型雷射沖壓電子設備將是未來的主流趨勢。

雷射切割方面，最近幾年，隨著上游雷射切割頭、雷射器和雷射切割控制系統等核心部件的價格急速下降，國產雷射切割電子設備取得了長足的進步，市占率迅速提高，逐步替代金屬成形機床中的沖床、剪板機、剪切機床等傳統產品，并且一大批從事雷射切割武器裝備制造的企業紛紛加入纜線切割陣營。

雷射沖壓是產業發展較早的一個應用領域，在目前手機零部件研磨、新能源汽車動力電池等生產總發揮著重要的作用。此外，2019年興起的手持雷射沖壓適合各式各樣規格金屬沖壓，相比傳統氬弧焊，效率提升50%以上，光滑均勻，沖壓后易打磨或無需打磨;靈活方便，操作簡單，無需專業焊工就能操作，可以實現戶外沖壓作業。

值得關注的是，機器視覺+雷射研磨電子設備也是近年來創新的一個重點項目，其有助于對產品進行手動化和智能化化的提升。例如：針對傳統雷射金融行業中存在的問題，如夾具制作復雜、對小尺寸產品的打標和沖壓精度無法把控、工作效率低下等缺點，獨立研發并且推出了視覺手動定位打標系統、視覺手動定位沖壓系統，讓傳統的雷射研磨電子設備可以“看得見”，甚至可以無縫對接到工廠原有的流水線，實現實時打標等雷射研磨作業。

隨著雷射研磨控制技術的快速產業發展，傳統制造工藝發生了翻天覆地的大革新，全球正闊步跨入“光”研磨時代。做為雷射產業產業發展的中上游消費市場，雷射研磨電子設備猶如大時代的一抹驚鴻，為傳統制造業向高端精密化方向裂變提供了實現的無限可能。