經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，激光器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)演變成了一個極具產(chǎn)業(yè)規(guī)模的高科技產(chǎn)業(yè)，而湖北也成為最重要的激光研究、制造、推廣和應(yīng)用基地?，F(xiàn)對2015-2016年湖北地區(qū)激光切割行業(yè)概況及現(xiàn)狀分析。
工業(yè)激光切割發(fā)展現(xiàn)狀
大功率光纖激光器在銳科激光、武漢光電國家實驗室以及武漢北方光電，提高光纖激光器性能和輸出功率是他們的主要研究方向。研究目標(biāo)是開發(fā)出切合實際的1-4kW光纖激光器，不斷開發(fā)高功率泵浦耦合器，通過增加光纖芯徑制造高功率激光合束器，生產(chǎn)出6kW光纖激光器，并開發(fā)10kW光纖激光器。他們還希望開發(fā)100W脈沖光纖激光器，1.5μm人眼安全、高峰值功率的摻鉺脈沖光纖激光器以及2μm摻銩光纖激光器。這些激光器具有重要的國防應(yīng)用價值，如激光遙感和激光紅外技術(shù)等。武漢安揚激光技術(shù)有限責(zé)任公司研發(fā)的超快光纖激光器和高功率飛秒脈沖光纖激光器為光時分多路復(fù)用(OFDM)和激光微加工發(fā)展提供了理想的光源?！?br />
高功率、高光束質(zhì)量二極管激光器武漢凌云光電科技有限責(zé)任公司、華中科技大學(xué)以及銳科激光研發(fā)目的是開發(fā)光束整形、光束準(zhǔn)直以及光纖耦合多陣列二極管激光器，并研究高穩(wěn)定性和高功率二極管激光器作為光纖激光器或其它應(yīng)用的泵浦源使用情況。他們計劃開發(fā)1kW塑料焊接二極管激光器，進(jìn)行表面處理的4kW二極管激光器以及用于切割和焊接的2-3kW高光束質(zhì)量二極管激光器。
激光切割
高功率二氧化碳激光器華中科技大學(xué)(HUST)已經(jīng)研發(fā)出了功率從200W到1kW的徑向偏振、快速軸流二氧化碳激光器。此外HUST還開發(fā)出了3kW射頻二氧化碳激光器，輸出功率為100W至3kW?！?br />
調(diào)頻和超快激光器的發(fā)展。華中科技大學(xué)、武漢華日精密激光有限責(zé)任公司以及武漢安揚激光技術(shù)有限責(zé)任公司開發(fā)出了一系列納秒全固態(tài)10W紫外線(UV)激光器以及等一系列10-50W皮秒激光器，功率為3~50W。現(xiàn)在，他們正在研究被動鎖模、固體激光腔、絕緣設(shè)計和脈沖選擇等課題。該激光器具有單偏振輸出，并且可以適用于發(fā)光二極管(LED)藍(lán)寶石切割。
高功率激光加工設(shè)備。基于高功率(2-10kW)工業(yè)激光器的大型激光加工設(shè)備主要被開發(fā)應(yīng)用于鋼鐵、石油、冶金、汽車、船舶、航空航天以及其他領(lǐng)域。應(yīng)用技術(shù)包括高功率激光切割、鍍層、熱處理和焊接。武漢現(xiàn)在擁有10多個激光切割工廠，生產(chǎn)中等功率到高功率、小型到大型以及剛性系統(tǒng)到靈活系統(tǒng)設(shè)備。
主要應(yīng)用于汽車和焊接機(jī)器人的激光器。武漢法利萊切割系統(tǒng)工程有限責(zé)任公司、奔騰楚天激光(武漢)有限公司、華工科技以及華中科技大學(xué)主要研究機(jī)器人激光加工系統(tǒng)在汽車行業(yè)的應(yīng)用。遠(yuǎn)程掃描和焊接技術(shù)充分利用單端和非接觸式激光焊接技術(shù)，并將這些優(yōu)點有與高速掃描透鏡結(jié)合，大大縮短焊接時間。
車門和底板激光遠(yuǎn)程掃描和焊接系統(tǒng)的開發(fā)使用了連接到一個控制系統(tǒng)(控制6軸機(jī)器人和3軸振動反射鏡)的高功率光纖或碟片激光器，用于生產(chǎn)線的車輛底板遠(yuǎn)程掃描和焊接，以及車門遠(yuǎn)程掃描。此外還利用了遠(yuǎn)程掃描、焊接質(zhì)量檢驗技術(shù)，以滿足3D車身焊接對高效定位的需要，并開發(fā)厚鋼板大幅面高速激光切割系統(tǒng)?！?br />
他們還能解決高功率、大幅面、即時多鉆(DOF)以及飛行光學(xué)CO2激光切割系統(tǒng)等技術(shù)問題，包括光傳輸(光束準(zhǔn)直、等光程、聚焦、光穩(wěn)定);研發(fā)長懸臂、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、直線電機(jī)驅(qū)動的高速切削機(jī)床制造技術(shù);控制系統(tǒng);先進(jìn)的軟件技術(shù)以及系統(tǒng)集成技術(shù)等。從而導(dǎo)致國內(nèi)高端激光切割設(shè)備在船舶、鋼鐵、工程機(jī)械以及軍事工程應(yīng)用的突破，并替代進(jìn)口系統(tǒng)。
2016-2021年激光切割設(shè)備行業(yè)深度分析及“十三五”發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)報告顯示，目前正在大力開發(fā)光纖激光切割機(jī)，主要用于航空航天設(shè)備、船舶制造、儀器儀表、機(jī)電產(chǎn)品以及汽車制造應(yīng)用等領(lǐng)域的金屬薄板切割?，F(xiàn)在的重點是開發(fā)用于汽車車身和航空航天領(lǐng)域高功率激光焊接系統(tǒng)的在線激光焊接設(shè)備。
航天應(yīng)用混合焊接系統(tǒng)。華工科技、華中科技大學(xué)、奔騰楚天激光(武漢)有限公司以及武漢法利萊切割系統(tǒng)工程有限責(zé)任公司目前研究用于激光焊接的材料，如鋁、錳、銅以及鈦合金的技術(shù)。他們正在研究高強(qiáng)度鋁合金焊絲材料，并試圖在高強(qiáng)度鋁合金板10-20mm厚激光焊接技術(shù)領(lǐng)域取得進(jìn)步。他們還研究有色金屬和中厚鋼板的高功率光纖激光焊接，以及用于MIG復(fù)合焊接和焊絲混合焊接技術(shù)?！?br />
高功率二極管激光加工。華工激光和團(tuán)結(jié)激光正在研究綜合智能二極管激光表面硬化和再制造系統(tǒng)，以驗證距離、溫度、跟蹤和加工效果的智能控制。這可以用于汽車覆蓋件模具、礦機(jī)、煤機(jī)、石油化工機(jī)械以及發(fā)電機(jī)組(如下圖)的熱處理和大型機(jī)械組件的修復(fù)。
電子行業(yè)精密加工系統(tǒng)。華工激光、武漢凌云光電科技有限責(zé)任公司以及武漢三工光電設(shè)備制造有限公司正在研發(fā)具備較高的重復(fù)頻率、高峰值功率、短波和激光精密調(diào)節(jié)系統(tǒng)的短脈沖寬度的低平均功率工業(yè)激光精密加工設(shè)備，液晶顯示器(LCDs)激光精密修復(fù)系統(tǒng)、印制電路板精密激光修復(fù)系統(tǒng)、激光硅芯片切割劃片系統(tǒng)、紫外激光LED藍(lán)寶石襯底外延片切割以及一些關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，如精密光柵、表面貼裝技術(shù)(SMT)模具、柔性印刷電路(FPC)切割、鉆孔技術(shù)(HDT)、激光微雕刻以及印刷電路板插座焊接等?！ ?/div>
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