憑借獨特的技術(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)計可以簡化硬件設(shè)計、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，新產(chǎn)品將傳統(tǒng)2個焦點擴展至9個焦點，顯著提升了光刀的垂直性與一致性，從而實現(xiàn)了“一鍵切割”——用戶無需手動調(diào)節(jié)焦點、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，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，在汽車樣機和小批量生產(chǎn)中，三維激光切割機就得到了廣泛應(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)達國家，激光加工技術(shù)與計算機數(shù)控技術(shù)和柔性制造技術(shù)相結(jié)合，進一步衍生出了激光快速成型技術(shù)。這項技術(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)中的一項關(guān)鍵技術(shù)，激光加工技術(shù)正日益展現(xiàn)出其強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)域滲透率進一步提升的情形下，厚板市場的滲透率卻仍遠低于薄板市場”，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)助客戶加速進入高端市場實現(xiàn)價值閉環(huán)；另一方面，為激光加工行業(yè)開辟新增長點。（記者 傅勇）

轉(zhuǎn)自：新華社

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