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紫外激光加工潛力巨大

rongpuiwing 來源:廣州特域機(jī)電2019-09-23 我要評(píng)論(0 )   

近些年,激光加工應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)越來越普及,各行各業(yè)人士也或多或少接觸過激光,在一些工業(yè)區(qū)主干道更是隨意可見一些代工門店,專

近些年,激光加工應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)越來越普及,各行各業(yè)人士也或多或少接觸過激光,在一些工業(yè)區(qū)主干道更是隨意可見一些代工門店,專業(yè)的金屬激光加工廠為數(shù)也不少。激光制造帶來的效率、利潤(rùn)效益以及加工質(zhì)量得到認(rèn)可,這才是激光得到更多應(yīng)用的根本原因。

對(duì)于激光的應(yīng)用,很多企業(yè)家、行業(yè)人士所能看到的范圍仍然很窄,事實(shí)上也確是如此,制約激光應(yīng)用的一大因素在于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用過于集中,目前主要應(yīng)用于鋼鐵金屬加工、消費(fèi)電子產(chǎn)品制造、表面打標(biāo)記/打碼、電池焊接等幾個(gè)領(lǐng)域。做企業(yè)首先要謀生存,其次才能求發(fā)展,所以容易做,多人做,現(xiàn)成有量的市場(chǎng)方向就集中了大部分激光設(shè)備企業(yè),導(dǎo)致了惡性競(jìng)爭(zhēng)。很多潛力較大的行業(yè)沒有人去做、去開發(fā)。

例如現(xiàn)在激光加工普遍集中于金屬,而布料纖維、塑料等材料沒有太多企業(yè)去做,談差異化發(fā)展還是任重道遠(yuǎn)的。嚴(yán)格來說,無論是鋼板還是鋼管的激光加工,都算是一種粗加工,一般只要求切口、焊縫平滑就行了,對(duì)高精度要求少一些。而粗加工的市場(chǎng)開發(fā)是穩(wěn)步增長(zhǎng),當(dāng)然競(jìng)爭(zhēng)也激烈。金屬激光加工,無論是切割、還是焊接,簡(jiǎn)單的單機(jī)應(yīng)用早已是拼價(jià)格的惡性競(jìng)爭(zhēng),在薄利時(shí)代進(jìn)入洗牌是遲早的事情。未來的激光發(fā)展趨勢(shì)必然是對(duì)小的、精密部件產(chǎn)品的高精度加工要求,而且很可能很多出現(xiàn)在非金屬材料,例如塑料、玻璃、布料纖維等。

目前的工業(yè)激光應(yīng)用,大多數(shù)采用的是紅外波段的激光發(fā)生器,包括固體、CO2、光纖、半導(dǎo)體和碟片等類型。除了紅外,比較成熟的工業(yè)激光還開發(fā)出了綠光、紫外光,藍(lán)色激光還在探索實(shí)踐。毋庸置疑紅外激光是目前最成熟、使用最廣泛的,同時(shí)也是最實(shí)惠的一種,綠光和紫外光的潛力較大,目前看來尚未充分挖掘,特別紫外激光的應(yīng)用,市場(chǎng)潛力是巨大的。

紫外激光器屬于355nm波段,采用三階腔內(nèi)倍頻技術(shù),同紅外激光比較,355紫外光具有聚焦光斑極小,能在很大程度上降低材料的機(jī)械變形,且加工熱影響區(qū)較小等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)精細(xì)加工的優(yōu)先選擇,主要用于超精細(xì)打標(biāo)、雕刻和微切割,特別適合用于食品、醫(yī)藥包裝材料打標(biāo)、電路板打微孔、玻璃材料打標(biāo)/劃割,及對(duì)硅片晶圓進(jìn)行復(fù)雜的微切割等應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)高端精細(xì)加工,當(dāng)前使用納秒紫外激光比超短脈沖激光有著更高的性價(jià)比,因此過去三年紫外激光憑借良好的加工效果得到快速推廣應(yīng)用。2018年國(guó)內(nèi)紫外激光器出貨使用突破了一萬臺(tái)。

紫外激光打標(biāo)

紫外激光的工業(yè)應(yīng)用,從較早的1-5瓦發(fā)展到現(xiàn)在3-20瓦為主,最多的應(yīng)用是在標(biāo)記上面。在紙盒包裝、線纜外殼、有色塑料、聚合物、半導(dǎo)體材料等的打標(biāo),紫外激光做出來的效果是較好的,圖案、紋路較為清晰。

早在多年前,加拿大的龐巴迪公司輕軌使用的線纜,均用上了高速紫外激光標(biāo)記、測(cè)量系統(tǒng)。



隨著國(guó)家對(duì)醫(yī)療產(chǎn)品藥品加強(qiáng)監(jiān)督,近幾年國(guó)內(nèi)一些藥廠紛紛采用上了激光打標(biāo),主要是對(duì)紙裝外殼和瓶裝外殼的產(chǎn)地日期進(jìn)行標(biāo)示。電路板的打標(biāo)也受到越來越多廠家重視,主要是logo和二維碼,一方面是防止仿冒偽劣產(chǎn)品,另一方面是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的流通追溯。



激光加工里面,打標(biāo)打碼是發(fā)展得最成熟的工藝,無論什么材料要打出圖案容易,但是要打出所需要的效果,仍然有些學(xué)問,而且有些還是不容易實(shí)現(xiàn)。比如在白家電上,遙控器和家電外殼要做出彩色圖案,比如空調(diào)、冰箱,要打灰色和黑色,都是容易實(shí)現(xiàn),然而家電的廠家以及終端消費(fèi)者更青睞于彩色,顯得更有活力,家居色調(diào)更豐富。激光打彩色其實(shí)就是激光能量在與材料作用過程中的氧化作用形成了顏色變化,這個(gè)在金屬片上可以實(shí)現(xiàn),在塑料件上顯得更為困難,而且其激光能量的變化會(huì)影響彩色效果的穩(wěn)定性。據(jù)了解在格力電器、TCL電子產(chǎn)品上均有這類需求,但是要實(shí)現(xiàn)有較大的難度。在個(gè)人用的電子產(chǎn)品,更多的是使用有色塑料甚至是混色塑料,比如耳機(jī)、手機(jī)外殼、手提電腦外殼以及穿戴手環(huán)等,對(duì)激光打標(biāo)又提出了新的要求,紅外激光的熱影響還是偏大,塑料件的激光應(yīng)用以紫外激光最為合適,因此一旦一些工藝方案解決了,紫外激光的需求是非??捎^的。


激光的宏加工發(fā)展迅速,而精細(xì)加工應(yīng)用似乎長(zhǎng)期受到“冷落”,一個(gè)重要原因是精密激光設(shè)備門檻較高、采購(gòu)成本昂貴,另一方面是激光精細(xì)加工需求端沒有明顯放大。紫外激光切割機(jī)以其良好的性價(jià)比快速切入精密切割應(yīng)用,成為了精細(xì)加工的一個(gè)理想選擇,未來超短脈沖級(jí)的紫外激光切割的出現(xiàn)也是必然的。

紫外激光微切割目前主要使用在FPC軟性電路板、陶瓷和晶圓等材料,包括鉆孔、劃線,國(guó)產(chǎn)的設(shè)備目前以10-30瓦的為主,未來30瓦以上的高功率紫外激光應(yīng)用會(huì)逐漸增加。相比較于傳統(tǒng)工藝,紫外激光加工的優(yōu)勢(shì)在于無需開模,生產(chǎn)周期短、無毛刺、無應(yīng)力變形、無溢膠、無燒焦、是一種可靠的加工手段,是目前精細(xì)加工的一種主流加工工具。

紫外激光切割還用于一些陶瓷材料、光伏硅片、樹脂、高分子材料的加工,特別是一些電子元件追求小型化,加工精度要求更高,紫外激光切割將會(huì)迎來更多機(jī)遇。

紫外激光冷卻裝置非常重要

當(dāng)前工業(yè)用紫外激光大部分在2-30瓦之間,要確保冷加工的精度,對(duì)于激光器的溫控是至關(guān)重要的,高品質(zhì)的冷卻裝置是影響加工效率的一個(gè)指標(biāo)。除了極少部分激光器采用了風(fēng)冷,絕大部分的廠家采用了水冷裝置,這可以為激光器壽命和加工效果穩(wěn)定提供良好的保證。

廣州特域機(jī)電有限公司在幾年前已經(jīng)潛心研發(fā)并推出了紫外激光器專用冷水機(jī),目前在納秒紫外激光的制冷應(yīng)用占據(jù)了很大市場(chǎng)份額。未來發(fā)展出的無論是皮秒還是飛秒紫外激光加工應(yīng)用,在水冷系統(tǒng)方面特域機(jī)電都不會(huì)缺席。

近年來特域機(jī)電發(fā)展迅速,一方面在光纖激光冷水機(jī)市場(chǎng)方面,特域機(jī)電大約占據(jù)了總體市場(chǎng)份額的50%,紫外冷卻的市場(chǎng)占據(jù)約60%到70%,二氧化碳激光方面占據(jù)40%。針對(duì)應(yīng)用層面來說,特域機(jī)電用于切割市場(chǎng)的份額占據(jù)50%以上,焊接領(lǐng)域占據(jù)30%的市場(chǎng)。此外,特域機(jī)電直銷海外的產(chǎn)品,加上設(shè)備廠商出口海外的產(chǎn)品,占據(jù)海外市場(chǎng)總量的70%。

作為國(guó)內(nèi)專注研發(fā)、生產(chǎn)、銷售工業(yè)冷水機(jī)的綜合解決方案服務(wù)商,特域機(jī)電也在不斷加速自身成長(zhǎng)步伐。特域機(jī)電冷水機(jī)廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)制造、激光加工和醫(yī)療行業(yè),主要出口到歐美、東亞、東南亞各國(guó)。其冷水機(jī)系列產(chǎn)品多樣化,覆蓋領(lǐng)域廣,以精密高效、方便智能、制冷性穩(wěn)定以及支持計(jì)算機(jī)通信等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì),在行業(yè)中建立起了出色的品牌形象。2018年,特域激光冷水機(jī)出貨量超6萬臺(tái),是激光用戶值得信賴的選擇。

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