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预计未来三十年将是激光发展黄金时期

时间: 2020-02-23 作者:激光超市 来源:激光超市 阅读: 250 次

单从市场规模来看,激光行业似乎有些微不足道 ;但是激光技术的应用却几乎能覆盖生产生活的各个领域,从汽车制造、动力电池、到手机制造、航空航天、医疗器械乃至国防军事等几乎我们能想到的所有领域,都活跃着激光器的身影 ;而且对很多行业而言,激光技术已经成为一种不可或缺的支撑技术。众所周知,中国制造 2025 的核心是智能制造,智能制造的核心之一是光电技术,而光电技术的核心之一正是激光器。因此,激光行业本身的市场规模虽小,但它却是驱动制造业发展的一大核心力量,其重要性不言而喻。

从市场增长来看,按照激光器种类划分,未来五年内,市场增长最快的是直接半导体激光器,主要是千瓦级的高功率半导体激光器 ;增长第二快的是量子级联激光器,这种激光优势明显,用途广泛,特别是在反恐、安保等应用中发挥重要作用,今后全球对量子级联激光器将有巨大需求。光纤激光器将一直保持着稳健的增长速度。

从激光器的应用市场来看,除去大约占据半壁江山的光通讯市场外,目前宏观材料加工是最大的市场,其次是微观加工,未来随着制造业不断向高端发展,微观加工市场将拥有很大的成长空间。

激光微加工应用所使用的激光器,主要是准分子激光器、光纤激光器 CO2 激光器和固体激光器,其中光纤激光器和准分子激光器的应用最多。值得一提的是,CO2 激光器并没有从市场中消亡,实际上最近在非金属加工方面还迎来了很多新机会。
激光器的发展趋势

激光技术作为工业制造领域的一股核心驱动力量,本身也在不断向前发展。总结来说,激光器正在向着“更快、更高、更好、更短”这四大方向发展。

更高 :激光器的功率越来越高,平均功率已经超过 10 万瓦。2013 年,第一台商用的 10 万瓦级光纤激光器在日本名古屋 NADEX 中心安装,用于焊接 300mm 厚的钢板。激光切割应用也向着更高的功率发展,激光切割机的功率持续走高,已经达到 8~12kW。

更好 :激光器输出的光束质量越来越好,光纤激光器的光束质量已经达到10万瓦级单模。在过去的一年中,光纤激光器、碟片激光器、直接半导体激光器的亮度都有大幅度提升。

更短 :激光器的输出波长覆盖更短的波段,短波长激光器已经广泛应用。很多先进的制造工艺都需要冷加工,例如在智能手机制造中,很多时候需要用短波长、短脉冲的紫外激光来处理。短波长激光已经在表面标记、半导体晶圆加工、钻孔、切割等领域获得了大量应用。

更快 :激光器的脉冲速度越来越快,超快激光器取得了快速发展,已经凭借着更简单的结构、更方便的操作、更低廉的成本和更稳定的性能,走出实验室进入工业应用中。

未来的潜力市场

关于未来市场中有哪些新的应用增长点,一直都是大家关注的话题。

激光清洗:随着环保意识的增强,各种环保清洗技术应运而生,激光清洗技术就是其中之一。激光清洗利用高能激光束与工件表面要去除的物质相互作用,发生瞬间蒸发或剥离,无需各种化学清洗剂,绿色无污染。可用于清除油漆、油污、氧化层、清洗螺杆、除锈、清洗焊缝等。激光清洗在微电子、建筑、核电站、汽车制造,医疗、文物保护、钢铁除锈和模具去污、汽车制造、建筑等领域拥有巨大市场空间。

金属 3D 打印市场:金属 3D 打印也即增材制造,通常使用的是选择性激光器熔覆(SLM)技术,利用激光能量将金属粉末一层层熔化,最终制成想要的形状。2016 年,SLM 系统的销量超过 1000 台,其中使用的激光源主要是光纤激光器、碟片激光器 /CO2 激光器和飞秒光纤激光器,功率范围 30W 到 1kW 以上。3D 打印的精细度也越来越高,打印出的精细结构的分辨率已经达到微米量级。

激光雷达 :未来五年激光雷达市场将稳步增长,市场增长的主要驱动力来自于无人机、自动驾驶的汽车、机器人、军事及安全等领域。

激光照明 :激光照明的一部分市场是汽车激光照明,主要是汽车头灯。宝马、奥迪等知名汽车制造商都采用了激光照明系统。另一部分市场是安全激光照明,如为夜晚环境中骑行的人们提供警示性标识。

激光焊接 :激光焊接将首先在汽车制造、高速火车和飞机制造、农业机械和造船等领域铺开,这将是一个未来的增长点。
趋势总结

激光器的研发正朝着高智能化、高功率、高光束质量、高可靠性、低成本和全固态等方向发展。

激光精密加工和微细加工技术将是发展重点,其在电子、半导体、通讯、光存储、微机械制造、生物、环境等行业进一步推广和使用,将为传统加工方式创造前所未有的可能性。在这里,超快激光器将随着精密加工和微细加工市场的扩大而迅速增长。

激光加工的自动化、集成化和智能化水平持续提高,在与工业机器人结合的基础上,实现三维的焊接、打标、切割等多维加工,激光技术的适用性和应用领域不断拓展。

激光技术在工业中的应用已经无处不在,新型激光技术不断涌现 ;超快激光器正在成为工业激光器,市场将要井喷 ;直接半导体激光器正进入固体激光器的应用市场 ;激光 3D 打印发展迅速,许多关键问题有待突破;激光焊接将迎来快速增长期 ;光子和半导体结合,将产生下一代光电技术;光电子技术已经成为下一个 30 年经济发展的支撑体 ;智能化和中国制造2025 将带来激光界的红利。未来的30 年将是激光技术的黄金时代!

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