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大科激光:照亮高端制造的未来

hth官方来源:华声在线2023-12-14我要评论(0)

在湘江新区,有这样一片创业热土。在这里,来自五湖四海、不同背景的创业精英激昂青春、大显身手。成立于2017年的湖南大科激光有限公司(以下简称“大科激光”)便是创...

在湘江新区,有这样一片创业热土。在这里,来自五湖四海、不同背景的创业精英激昂青春、大显身手。成立于2017年的湖南大科激光有限公司(以下简称“大科激光”)便是创业弄潮儿中的一员。创始人郭少锋及核心成员来自国防科技大学、中国科学院等知名院校,具有二十多年激光科研工作经验。

作为一家专业从事光纤激光器及其核心器件的研发、生产和销售的国家级专精特新“小巨人”企业,始终致力于限制大功率光纤激光器性能提升的物理问题研究,在模式净化、后向光抑制、非线性效应处理等关键技术上取得突破。同时,凭借强大的光学方案设计能力,推出的大功率光纤激光器产品具有高亮度、抗高反的特点,多种性能指标均为世界先进水平,完美匹配激光精密焊接、激光3D打印、激光硬质材料加工等一系列高端应用。

首次提出亮度为高端应用制造

走进位于长沙留学人员创业园(长沙高新区创业服务中心)的大科激光生产车间,映入眼帘的便是一台全新的天狼星高亮度光纤激光器。大科激光联合创始人康磊说,这台激光器代表着公司现有光学系统设计的天花板。

2021年,郭少锋在行业内首度提出“亮度为王”这一生产理念,“这在当时,是与行业内部过分追求高功率,而形成的攀比风气所相反的生产理念。”康磊说。

彼时的激光行业还沉浸在粗放式操作的激光切割中,“这会导致企业在市场中竞争力不强,产品同质化程度较高。”康磊介绍,大科激光因此迅速调整了定位,开始在更加高端的激光焊接、激光熔覆、激光3D打印等领域布局。

在一台正在组装完成的天狼星高亮度光纤激光器前,研发人员向笔者介绍,“别看这样小小的一台机器,里面蕴藏着不同的光模块,配合不同器件的输出,才能确保使用时的功率达到3000瓦。”拿起机器旁的黄色光缆,他说:“我们看到的黄色光缆,外面其实是保护装置,真正走激光能量的光纤,比头发丝还要细,这样的光纤我们现在可以做到14微米。”

3000瓦的能量在14微米的芯径中输出,其功率密度是非常高的,正是这样的亮度和精细度,才能够在很多激光焊接自动化领域中实现精密加工。

目前,仅有IPG和大科激光可以实现14微米 3000瓦光纤激光器量产,康磊说,“大科激光将进一步扩大生产,以应对高端应用市场对高亮度、高效率、高稳定性光纤激光器的需求。”

瞄准市场提高熔覆加工价值

“看,正在演示的,就是我们大科狮子座熔覆光纤激光器熔覆加工。”工艺工程师指着不远的工艺测试中心的操作现场介绍,“狮子座超高速熔覆版连续光纤激光器,功率段覆盖3000瓦至9000瓦,主要针对的是增材制造领域的高速熔覆市场。”

走近操作现场,只见激光器的光束正对金属粉末进行融化。工艺工程师介绍,激光器正以0.05/秒的速度为1平方厘米的金属穿上新的“外套”。狮子座超高速熔覆连续光纤激光器具有节能环保、高速高效、热输入小、稀释率极低、表面平整度高和后续加工量小等传统熔覆不具备的优点,其SRS抑制比优于40分贝。基于大科激光自己研发的传输光纤,光斑匀化度可达到90%以上,可以极大满足机械行业对具有成本效益、可靠和快速响应的激光熔覆解决方案的持续需求,为实现稳定高速的熔覆加工提供产品支撑。

康磊表示,今年,在以激光熔覆为代表的激光增材制造领域大科狮子座超高速熔覆激光器凭借高稳定性与先进的光斑匀化技术,在客户处取得了良好的口碑。

提升激光器性能破解行业难题

在激光切割工位,工程师正在进行激光切割的测试,他介绍,“高亮度激光器在同等功率下能产生更小的焦点光斑和更高的能量密度,使其在薄板切割方面表现更出色。”

此外,高亮度激光器也解决了高功率激光器无法切割高反材料的难题。实际测试表明,在相同切割头和切割材料的情况下,5000瓦单模激光器与6000瓦多模激光器相比,前者的切缝宽度是611微米,后者的切缝宽度是1012微米,宽度相差近一倍,可见采用高亮度激光器切割能大幅减少材料浪费,并进一步优化切缝均匀度,以获得更平整的切面。

在优化的同时,大科激光还正在着手解决一系列阻碍激光行业发展的难题。当下的工业生产领域,激光焊接对象多为铜、铝等金属,当激光照在这些金属上,部分激光会被光滑的金属表面反射进激光发射器内部,从而对激光设备造成一定的损害。

历经多次实验,一项名为“一种具有抗纤芯反射光功能的光纤激光器”的发明专利横空出世。这种光纤激光器抗纤芯反射光能力强,可用于高反射率材料工业加工。值得一提的是,该发明专利荣获了湖南省专利发明的最高荣誉——湖南省专利奖一等奖。康磊表示,作为国家级专精特新“小巨人”企业,大科激光将持续在自主创新和发展核心竞争力方面持续下功夫,为湖南省正在全力实施的“三高四新”战略展现出大科激光应有的担当。



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