當(dāng)前，被譽為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”的激光，憑借獨特的技術(shù)優(yōu)勢在高端智造加工領(lǐng)域又有了新突破。而激光加工也在高端智造領(lǐng)域，展現(xiàn)出強大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。

此前，創(chuàng)鑫激光在北京舉行了與清華大學(xué)成立聯(lián)合研究中心的落成典禮，在儀式上發(fā)布了基于“硬件同源”的全新技術(shù)解決方案，推出“榮光”與“鑫光”兩大系列產(chǎn)品，實現(xiàn)了多項技術(shù)突破。近日，新華社以“激光加工快速深入高端智造領(lǐng)域”報道了該公司的事例。

新品發(fā)布劍指高端場景
創(chuàng)鑫激光的“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。公司市場與品牌負(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。

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，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)火焰工藝的完全替代。

可以看出，創(chuàng)鑫激光在今年推出的創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品，主要針對曾總所說的加工行業(yè)當(dāng)前面臨的四大難題。在提高工藝、提升效率的同時，還可以讓設(shè)備調(diào)試的工作量大幅下降，再結(jié)合豐富的工藝數(shù)據(jù)庫，讓其從容應(yīng)對多元化、復(fù)雜化的加工需求。

走向更多高端智造領(lǐng)域
激光加工憑借單色性、相干性和平行性的三大特點，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，其他切割方式在許多方面存在不足，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。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，既節(jié)省了傳統(tǒng)的樣板和工裝設(shè)備，又顯著縮短了生產(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，主機廠大多采用激光技術(shù)焊接車身面板，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，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)與計算機數(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熔融制造金屬模具，極大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。

技術(shù)創(chuàng)新還需打破“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。曾劍鋒談到，當(dāng)前，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(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。激光加工產(chǎn)業(yè)的出路，在于技術(shù)創(chuàng)新。

在今年的慕尼黑上海光博會上，GW光惠激光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，將萬瓦級連續(xù)光纖激光器的散熱技術(shù)帶上了更高的臺階。公司推出的“主動式空調(diào)直冷20kW激光器”，突破冷媒制冷功率上限，為用戶提供“冷媒+水冷”雙選擇方案。

同時，該激光器還采用ABR超強抗高反技術(shù)，可輕松切割常見鋼材、鋁合金、黃銅等高反材料。同時，采用CHF凝態(tài)高亮平頂技術(shù)，可以在較高的能量密度下輸出分布更均勻的激光能量，尤其在萬瓦級以上連續(xù)功率輸出時，激光輸出更加穩(wěn)定，且可以降低高斯能量輸入對光學(xué)鏡片的損傷風(fēng)險。

在較厚的板材切割應(yīng)用上，CHF技術(shù)可以利用較高的能量密度這一特點，使萬瓦激光器具有卓越的厚板切割性能實現(xiàn)亮面切割，同時兼顧了特定場景下的應(yīng)用工藝需求。主動式空調(diào)直冷激光器可以有效降低用戶的電能成本，避免傳統(tǒng)水冷散熱帶來的成本和維護(hù)問題，免去水冷機的日常使用和維護(hù)成本，實現(xiàn)降本增效。

這款主動式空調(diào)直冷激光器還可以與第三方激光切割或焊接系統(tǒng)實現(xiàn)快速集成，配合激光加工頭、振鏡等與機器人、機床等，在3C消費電子、醫(yī)療器械、汽車制造、航空航天等多個行業(yè)實現(xiàn)激光精細(xì)切割和精密焊接加工。

如今，像創(chuàng)鑫激光和GW光惠激光這樣的企業(yè)，在行業(yè)內(nèi)卷和同質(zhì)化競爭的環(huán)境下實現(xiàn)了角色的轉(zhuǎn)換——從“設(shè)備供應(yīng)商”轉(zhuǎn)向“制造能力賦能者”。他們協(xié)助客戶加速進(jìn)入高端市場實現(xiàn)價值閉環(huán)，并為激光加工行業(yè)開辟新的增長點。這些企業(yè)將目標(biāo)瞄向了高端制造且具有高附加值的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用場景，其產(chǎn)品和技術(shù)又契合未來中國制造業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求，即綠色發(fā)展、低碳環(huán)保、高效智能。

可以預(yù)見的是，未來幾年，國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)將加快行業(yè)洗牌的速度。具有核心技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)品價值力的企業(yè)會成功突圍，搶占高端市場份額并與國外大廠進(jìn)行正面競爭；而中端尤其低端市場的內(nèi)卷將進(jìn)一步白熱化，企業(yè)的利潤空間將不斷受到價格戰(zhàn)的侵蝕。