憑借獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢,，激光加工在高端智造領(lǐng)域正日益展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。
激光加工技術(shù)再獲突破
被稱為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”的激光,，在高端智造加工領(lǐng)域又有了新突破,。
日前，國內(nèi)知名激光器廠商創(chuàng)鑫激光基于“硬件同源”的全新技術(shù)解決方案，推出了榮光與鑫光兩大系列產(chǎn)品,，并實(shí)現(xiàn)了多個技術(shù)突破,。
據(jù)介紹，“硬件同源”是指多個設(shè)備或系統(tǒng)共享同一個硬件資源或組件,，這種設(shè)計(jì)可以簡化硬件設(shè)計(jì),、節(jié)省資源。
創(chuàng)鑫激光市場與品牌負(fù)責(zé)人曾劍鋒認(rèn)為,，激光加工目前仍有四大難題待解：一是激光加工的飛濺故障發(fā)生頻率較高,，由此帶來了毛刺、切割面不光滑,、切不透或穿孔等問題,；二是針對不同加工材料，激光設(shè)備需要調(diào)試各種參數(shù),，大大降低了加工效率,；三是成熟激光切割操作員很難招聘，且人力成本普遍偏高,；四是有些板材目前激光切割起來還是有些力不從心,，比如40mm以上的碳鋼還只能用火焰切割，需要二次加工,，耗時費(fèi)力,。
他說，當(dāng)下激光加工領(lǐng)域出現(xiàn)的問題大多是因切割頭的“低噴嘴工藝”帶來的,，且切割工藝難調(diào)的問題幾乎都是激光器與切割頭光路和結(jié)構(gòu)參數(shù)不匹配造成的,。針對這個問題，創(chuàng)鑫激光創(chuàng)新推出了“生發(fā)膏”技術(shù),，通過將噴嘴高度提升至10mm,，使飛濺故障率降低了50%至80%，同時避免了切割頭撞板,、磨嘴等問題,。另外，配合創(chuàng)鑫激光的“激光絲”光路設(shè)計(jì),，新產(chǎn)品將傳統(tǒng)2個焦點(diǎn)擴(kuò)展至9個焦點(diǎn),，顯著提升了光刀的垂直性與一致性，從而實(shí)現(xiàn)了“一鍵切割”——用戶無需手動調(diào)節(jié)焦點(diǎn),、同心同軸等參數(shù),，直接調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)置的200余種專家級工藝參數(shù)庫，大幅降低了操作門檻,。
值得關(guān)注的是,，特別針對船舶行業(yè)的厚板切割難題,，創(chuàng)鑫激光采用“數(shù)字光斑+多槍模型”技術(shù)，通過高能密度光束的薄板A模式與階梯式能量輸出的厚板B模式,，分別實(shí)現(xiàn)中薄板的高速切割與厚板的高質(zhì)量平整切割,，完美替代了傳統(tǒng)火焰工藝。
走向更多高端智造領(lǐng)域
當(dāng)下,，憑借單色性,、相干性和平行性三大特點(diǎn)，激光加工已成為國內(nèi)外激光應(yīng)用中的主力,，不僅推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級改造,，更在多個高端智造領(lǐng)域展現(xiàn)了卓越性能。
在船舶制造領(lǐng)域,，船體板材零件傳統(tǒng)的下料方式主要有火焰切割,、等離子切割、剪切加工以及激光切割幾種,。相對于激光切割，其他的切割方式在許多方面存在不足,，例如割縫寬,、切割精度差，容易產(chǎn)生有害氣體,，污染環(huán)境等,。而激光切割的船用鋼板，割縫質(zhì)量好,，切口面垂直性好,，表面光滑，無需二次加工,，可直接焊接,，且熱變形小，曲線切割度高,，有效降低了船舶鋼結(jié)構(gòu)的加工成本,。
汽車生產(chǎn)制造則是激光加工技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。比如,，在汽車樣機(jī)和小批量生產(chǎn)中,，三維激光切割機(jī)就得到了廣泛應(yīng)用，這不僅節(jié)省了傳統(tǒng)的樣板和工裝設(shè)備,，還顯著縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間,。此外，激光焊接已成為汽車工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)工藝,，一些汽車公司就采用了激光技術(shù)來焊接車身面板,，成功地將不同厚度和涂敷表面的金屬板連接在一起,，再進(jìn)行沖壓成型。
不僅如此,，激光熱處理在汽車工業(yè)中同樣有著廣泛的應(yīng)用,，例如對缸套、曲軸,、活塞環(huán),、換向器以及齒輪等零部件的熱處理。在一些汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家,，激光加工技術(shù)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)和柔性制造技術(shù)相結(jié)合,，進(jìn)一步衍生出了激光快速成型技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)不僅能夠快速制造出精確的模型,，還能夠直接通過金屬粉末的熔融來制造金屬模具,，極大地拓展了激光加工技術(shù)的應(yīng)用范圍。
在航空航天領(lǐng)域,，激光技術(shù)則主要用于特種航空材料的切割,，如鈦合金、鋁合金,、鎳合金,、鉻合金、不銹鋼,、氧化鈹,、復(fù)合材料、塑料,、陶瓷及石英等,。隨著航空事業(yè)的快速發(fā)展，鎢合金,、鈦合金等特殊材料的激光切割工藝已成為航天事業(yè)的重要研究方向之一,。
顯然，作為當(dāng)今制造業(yè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),，激光加工技術(shù)正日益展現(xiàn)出其強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景,。
還需技術(shù)創(chuàng)新打破“同質(zhì)化”
當(dāng)激光技術(shù)在工業(yè)加工領(lǐng)域展現(xiàn)獨(dú)特魅力的同時，不少激光設(shè)備廠商卻卷入了所謂的“功率至上”“價格為王”的同質(zhì)化競爭中,。
曾劍鋒說,，數(shù)據(jù)顯示，2023年激光切割成套設(shè)備銷售量突破11萬臺,，但超半數(shù)產(chǎn)能均擁擠在中低端市場,，重壓下持續(xù)的價格競爭更是讓行業(yè)的毛利率跌破3%。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因,，是部分企業(yè)陷入了“創(chuàng)新者的窘境”（即過于依賴現(xiàn)有的技術(shù)和需求,，無法有效應(yīng)對市場變化）,。
以船舶制造業(yè)為例，全球造船業(yè)三大指標(biāo)（造船完工量,、新接訂單量,、手持訂單量）連續(xù)15年穩(wěn)居世界第一的中國，每年需處理數(shù)以百萬噸計(jì)的鋼材,，主要以中厚板為主,。然而，在“高功率激光切割設(shè)備在工業(yè)制造領(lǐng)域滲透率進(jìn)一步提升的情形下,，厚板市場的滲透率卻仍遠(yuǎn)低于薄板市場”,，這說明，大多數(shù)企業(yè)仍在復(fù)刻“功率即效率,、價低即訂單”的舊模式,，而船舶、海工裝備等高端領(lǐng)域的需求缺口卻被扎堆進(jìn)入粗放式下料市場的企業(yè)置若罔聞,。
業(yè)界普遍認(rèn)為,，激光加工產(chǎn)業(yè)的出路，在于技術(shù)創(chuàng)新,。
前不久,，以光纖激光器及其配套解決方案為主營業(yè)務(wù)的GW光惠激光，就憑借革命性的主動式空調(diào)直冷技術(shù)（AAC技術(shù)）,，重新定義了激光設(shè)備的性能邊界，不僅讓萬瓦級的連續(xù)光纖激光器不再只有水冷制冷這一種制冷方式,，還將其散熱技術(shù)帶上了一個更高的臺階,。
另一家激光器廠商大族激光則瞄準(zhǔn)了“AI+激光應(yīng)用”賽道，加大了研發(fā)力度,，以實(shí)現(xiàn)激光制造自動化無人值守的智能生產(chǎn)模式,。
曾劍鋒說，創(chuàng)鑫激光的角色也在變化,，從“設(shè)備供應(yīng)商”轉(zhuǎn)向“制造能力賦能者”：一方面,，協(xié)助客戶加速進(jìn)入高端市場實(shí)現(xiàn)價值閉環(huán)；另一方面,，為激光加工行業(yè)開辟新增長點(diǎn),。
