在国内制造业转型升级的浪潮中,高端制造业对高强度、高精度加工的需求与日俱增。激光技术作为高端精密制造的核心支撑,在加速对传统加工技术的替代中发挥着极为重要的作用。先进制造、智能制造、智能装备对精密激光加工设备的需求也随之增长。
笔者注意到一个有趣的现象——面对产业结构升级和传统市场竞争加剧的局面,技术持续迭代带来的产业设备升级换代需求,提高了固定资产投资的更新频率,这也促使应用端客户更愿意结合自身需求选择定制化设备,以推动生产制程升级。
在精细微加工领域,激光精细微加工设备以加工质量好、效率高、速度快、非接触式加工、材料损伤小等独特优势,逐步成为高端精密制造领域的核心加工手段,展现出广阔的市场前景。而开发定制化设备已成为重要的发展趋势之一——因此,将激光光源、光路设计、运动控制平台等技术有效融合的激光定制化设备开发,或将大受市场青睐。
“定制化”激光精细微加工设备优势
激光精细微加工能够在材料表面及三维空间内进行极致精细的雕琢,无论是复杂结构的成型,精细纹理的刻画,还是微小孔洞的精确打孔,均能实现超乎寻常的精度控制。
以紫外、深紫外为代表的超短波长的纳秒固体激光器和以皮秒、飞秒为代表的超快激光器具有精度高、高聚焦、“冷加工”的特点,能有效解决微加工过程中所面临的技术难题,在激光精细微加工领域被广泛运用,逐步渗透到电子、显示、新能源、半导体等细分领域,极大地推动了相关产业的发展和进步。
尽管不同行业和客户对加工的要求各不相同,但定制化可以根据具体需求提供个性化的加工设备和解决方案。如航空航天领域对零部件加工精度和可靠性要求极高,医疗行业医疗器械的制造需要精确加工和处理材料,都需要定制化的激光精细微加工设备。
通过定制化,可以针对不同材料和加工要求优化激光加工参数和工艺,提高加工质量和效率。例如,根据不同硬度的材料调整激光的功率、频率、脉冲宽度等参数,以达到最佳的加工效果。
定制化的激光精细微加工设备还可以根据客户的生产环境和生产线要求进行设计和改造,更好地与客户的生产系统相匹配,提高适应性和稳定性。比如:为空间有限的生产车间定制紧凑型设备,为自动化程度高的生产线定制具备连接接口和控制系统的设备……
这些定制化的优势构成了激光加工设备备受青睐的因素。
“定制化”激光精细微加工设备实现方式
激光精细微加工设备的定制主要有以下三种方式:
1. 硬件定制
根据客户需求选择不同类型的激光器、光学元件、运动控制系统等硬件设备,并进行优化组合和调试。例如,为需要加工高深宽比结构的客户选择功率更高、脉宽更短的激光器,为需要高精度运动控制的客户选择精度更高的运动控制系统。
2. 软件定制
根据客户需要开发定制化的控制软件,实现对激光加工过程的精确控制和监测。控制软件可以设置不同的加工参数、路径和模式,同时对加工过程中的数据进行实时采集和分析,以便及时调整参数保证加工质量。
3. 系统集成
将激光精细微加工设备与客户的生产线或其他设备进行系统集成,实现自动化生产。这需要考虑设备之间的接口、通信协议、数据传输等问题,确保整个生产系统的稳定性和可靠性。
“定制化”激光精细微加工设备的市场前景
从宏观来看,虽然我国激光加工设备行业发展迅速,但在高端设备领域仍依赖进口。随着国内企业技术水平的不断提高,国产替代趋势日益明显。定制化的激光精细微加工设备可以结合国内企业实际需求,提供性价比更高的产品和解决方案,具有较大的国产替代空间。
可喜的是,目前,激光精细微加工设备市场竞争格局较为分散,尚未形成垄断局面,这为新进入的企业提供了窗口期。而且,《中国制造2025》明确提出要大力发展高端装备制造,提高我国制造业的核心竞争力,激光精细微加工设备作为高端装备制造的重要组成部分,将得到政策的大力支持。
从微观来看,下游细分市场对激光精细微加工设备的需求正持续增长,对激光装备制造企业而言,有着巨大的待开发空间,众多客户的个性化需要有待定制化的激光精细微加工设备满足——
1. 电子行业
电子产品小型化、轻薄化、集成化的发展趋势对精细微加工的要求不断提高。在集成电路制造中,芯片线宽不断缩小,需要高精度激光加工设备进行晶圆切割、光刻、打孔等操作;消费电子领域如手机、平板电脑等产品的内部零部件加工和屏幕切割、修复也需要激光精细微加工设备。随着5G、人工智能、物联网等新兴技术的快速发展,电子行业对定制化激光精细微加工设备的需求将持续增长。
2. 半导体行业
半导体产业是激光精细微加工设备的重要应用领域。在晶圆切割、芯片封装等环节,对加工精度和工艺要求极高,激光加工具有独特优势。随着半导体行业的发展,新的材料和工艺不断涌现,如第三代半导体材料的加工,对激光加工设备的需求也在增加。定制化的激光精细微加工设备可以为半导体企业提供专业的加工解决方案,市场前景广阔。
据笔者了解,激光精细微加工龙头——德龙激光已在半导体行业取得了巨大的成功。
3. 医疗行业
前文已提到,医疗领域对激光精细微加工设备的需求不断增长。激光可以用于制造微型医疗器械、生物传感器、植入物等产品,这些产品需要高精度的加工工艺以确保安全性和可靠性。定制化的激光精细微加工设备可以满足医疗行业对产品个性化、高精度的加工需求,具有较大市场潜力。
4. 汽车行业
汽车行业朝着智能化、电动化、轻量化方向发展,激光精细微加工设备在汽车零部件制造和汽车电子生产方面发挥重要作用。例如汽车发动机零部件的加工和汽车电子线路板的切割、焊接等都需要高精度激光加工设备。定制化的激光精细微加工设备可以为汽车企业提供高效、精准的加工解决方案,市场前景较好。
5. 航空航天行业
航空航天领域对零部件加工精度和质量要求极高,传统加工方法难以满足要求,激光精细微加工设备具有独特优势。如飞机发动机叶片和卫星零部件的加工都需要高精度激光加工设备。定制化的激光精细微加工设备可以为航空航天企业提供专业的加工解决方案,市场前景广阔。
当然,以上只是笔者认知中的几个主要应用端,仍然有更多的应用端市场有待激光装备制造企业的开发。
结语
激光精细微加工设备以其特点和优势,在高端精密制造领域发挥着越来越重要的作用。定制化的激光精细微加工设备更是满足了不同行业客户的多样化需求,具有广阔的市场前景。在技术优势、下游应用需求增长和行业竞争格局带来的机遇下,以及政策的大力支持下,笔者认为,激光精细微加工设备行业有望迎来快速发展的新时代。
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