驚艷慕尼黑上海光博會!開創(chuàng)行業(yè)先河的數(shù)字激光光斑首次演示
近年來,"內(nèi)卷"現(xiàn)象在激光行業(yè)中愈演愈烈。激光技術(shù),這本該引領(lǐng)現(xiàn)代制造業(yè)前行的利劍,如今卻似乎陷入了自我較量的泥沼。尤其在激光切割領(lǐng)域,眾多廠商在激烈的同質(zhì)化競爭中迷失方向,陷入了無休止的內(nèi)耗。他們仿佛被卷入了一場無法掙脫的漩渦,對于如何找到破局之路,心中充滿了迷茫與無奈。
山雨欲來風滿樓,窮則思變顯英豪!令人欣慰的是,曾引領(lǐng)萬瓦風潮的創(chuàng)鑫激光再度為行業(yè)注入全新活力,推出了革命性的紫笛數(shù)字光斑技術(shù)。在本次上海慕尼黑光博會上,創(chuàng)鑫激光不僅攜紫笛數(shù)字激光系統(tǒng)驚艷亮相,更展現(xiàn)出其開放、創(chuàng)新的格局以及推動焊接工具新革命的堅定決心,盡顯行業(yè)領(lǐng)導者風范。
新型應用所面臨的難題
隨著中國制造業(yè)的快速發(fā)展、傳統(tǒng)工業(yè)制造技術(shù)的迭代升級,帶動了各個行業(yè)對激光切割設備的需求,這也讓激光設備市場迎來持續(xù)增長,眾多廠商從中受益。但隨著越來越多玩家的參與,競爭愈發(fā)激烈,這一市場也逐漸趨于紅海。
與之不同的是,得益于近些年新能源汽車、動力電池等多個主要領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,激光焊接設備的需求量也在不斷增加,進而推動了激光焊接產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2017-2022年,中國激光焊接設備市場規(guī)模由71.4億元增長到179.6億元。同時相關(guān)機構(gòu)預測,激光焊接設備行業(yè)在2025年市場規(guī)模將超300億。
因此,激光焊接是激光加工行業(yè)公認的下一個藍海市場。目前,各大廠商為了從激光切割市場轉(zhuǎn)戰(zhàn)激光焊接市場,紛紛加大研發(fā)投入力度。然而,相較于激光切割而言,激光焊接在技術(shù)和工藝上所面臨的挑戰(zhàn)更為艱巨,這也成為不少廠商在戰(zhàn)略推進過程中難以逾越的障礙。
在激光焊接領(lǐng)域,不同材料對于激光的吸收、反射和透射特性各不相同。因此,對于激光焊接過程中出現(xiàn)光能量分布不合理的情況,一方面會導致焊縫的表面質(zhì)量不佳,如飛濺、氧化及不平整等缺陷;另一方面則會導致焊縫內(nèi)部的氣孔、微裂紋、晶相分布不合理及應力不均勻等問題,進而影響焊接接頭的幾何及力學性能和耐腐蝕性。此外,激光焊接過程中還可能涉及多種材料的組合焊接,在這種情況下,不同材料之間的熱傳導系數(shù)、熱膨脹系數(shù)等物理性質(zhì)也存在差異,對焊接激光及工藝的要求更高。
這也正說明,確保激光在焊接材料上作用時的光能量分布起到精準控制至關(guān)重要。同時也意味著激光焊接具有高度定制化特性,需要滿足客戶對不同產(chǎn)品的不同需求,就必須實現(xiàn)光斑可控。
而常規(guī)應用于激光切割的光斑,直接用于激光焊接并不適宜,因為兩者對激光能量分布的需求存在顯著差異。為了完成激光應用上的升級,此前包括創(chuàng)鑫在內(nèi)的各大廠家,通過技術(shù)改進,在傳統(tǒng)激光器可調(diào)參數(shù)極為單一的基礎(chǔ)上,賦予光斑更多的變量。
例如,在激光切割頭內(nèi)集成可改變激光出射角度的反射鏡,使輸出光束能夠在加工材料表面進行掃描,從而增加光束在空間上的靈活可變性。另外,也可根據(jù)應用需求的不同,將激光器的能量分布從傳統(tǒng)的高斯型轉(zhuǎn)變?yōu)槠巾斝突颦h(huán)形,以實現(xiàn)均勻預熱、加熱和退火等效果。
紫笛數(shù)字光斑 真正同步、真正實時、真正任意形狀
但在創(chuàng)鑫激光看來,上述的種種技術(shù)改進均沒有實現(xiàn)徹底的、真正的數(shù)字化光斑。問題主要體現(xiàn)在變換靈活性及異質(zhì)化程度不高這兩個方面。
常規(guī)的激光器一般只能輸出一種固定且有限變化的激光,要實現(xiàn)光斑的精確控制,就必須改變光束的相位和幅度來調(diào)節(jié)光斑大小和形狀??梢岳谜耒R來實現(xiàn),空間光調(diào)制器,也可以利用相對復雜的相干激光實現(xiàn)。
而要做到上述行為,就需要有專門的系統(tǒng)商開發(fā)控制系統(tǒng),用戶才能根據(jù)不同激光、系統(tǒng)適配各大應用場景。這樣一來,不僅激光應用的自由化程度不高,做不到光斑實現(xiàn)任意形狀,也存在對專門系統(tǒng)開發(fā)商的依賴性,既增加了成本,也會造成行業(yè)內(nèi)應用工藝同質(zhì)化的現(xiàn)象。同時,層層加碼的模式,也讓激光無法完美匹配應用需求,從而讓激光的功效大打折扣。
針對以上痛點,創(chuàng)鑫激光在激光行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)先河,推出了紫笛數(shù)字光斑技術(shù)。其原理是通過自研的工藝控制系統(tǒng),對每個像素光點的發(fā)光功率、頻率及占空比等參數(shù)進行獨立控制及組合,就像RGB三原色一樣,自由調(diào)配出任何一種形態(tài)光斑。
而在本次光博會上,創(chuàng)鑫激光也首次公開演示了紫笛數(shù)字光斑技術(shù)的精湛之處。那么,它是如何僅憑一臺激光器就實現(xiàn)任意形態(tài)光斑的神奇轉(zhuǎn)變呢?據(jù)現(xiàn)場演示,其工藝控制系統(tǒng)首先將輸出的光斑進行網(wǎng)格化,通過實現(xiàn)每個網(wǎng)格的可調(diào)特性(包括功率、能量分布、波長等維度),從而做到在標準的QBH輸出條件下實現(xiàn)真正同步、真正實時、真正任意形狀,并能輕松應對不同維度光刀變化需求的數(shù)字光斑技術(shù)。
從演示效果上看,針對不銹鋼在非振鏡或非外部機械輔助作用下的紫笛數(shù)字光斑焊接,我們看到在焊接過程中,可以做到實時調(diào)整光斑的能量分布,從而成功獲得非直線的焊痕。
不銹鋼動態(tài)光斑演示
紫笛數(shù)字光斑技術(shù)的核心優(yōu)勢在于,它不僅僅是做到對光斑的自由調(diào)配,更有望蛻變?yōu)榧す庑袠I(yè)的通用平臺技術(shù),引領(lǐng)行業(yè)革新。真正實時可調(diào)光斑的特性,使用戶徹底擺脫了傳統(tǒng)激光模式的束縛。用戶可以根據(jù)加工需求,靈活配置激光器的參數(shù),隨加工場景的變換而改變。由此可見,數(shù)字光斑技術(shù)對于行業(yè)的影響,一方面在于去除中間系統(tǒng)控制壁壘,打通光源到應用的高速通道,大大提高加工效率、降低用戶成本;另一方面則是為行業(yè)的蛻變提供了一個契機,設備廠商借助這項技術(shù)可探索激光加工更多新的應用場景,拓寬激光技術(shù)的應用領(lǐng)域,從而破除激光產(chǎn)業(yè)的內(nèi)卷困境,為行業(yè)持續(xù)向前發(fā)展提供源源不斷的動力!
基于“紫笛”提升焊接工藝效果
近年來,激光技術(shù)以高精度、高效率、非接觸式加工、廣泛適用性以及環(huán)保節(jié)能等多重優(yōu)勢,在工業(yè)加工應用中嶄露頭角,并逐步替代傳統(tǒng)工藝。作為推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要引擎,技術(shù)和工藝地不斷革新是激光行業(yè)發(fā)展得以生生不息的關(guān)鍵所在。正如古人所言:“流水不腐,戶樞不蠹?!?/p>
此前,雷同的技術(shù)耕耘重疊的市場,導致持續(xù)了近兩年的價格戰(zhàn)。盡管價格戰(zhàn)的硝煙暫時退卻,但金屬切割等主流應用領(lǐng)域依然深陷同質(zhì)化競爭的泥潭,激光行業(yè)的內(nèi)卷現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。對于激光廠商而言,要在這樣的競爭中脫穎而出,唯有不斷尋求創(chuàng)新與突破,深入挖掘激光技術(shù)潛在的應用場景,不斷探索應用工藝的新境界,建立差異化的競爭優(yōu)勢,方能創(chuàng)造出更大的價值。
從實際應用來看,隨著我國產(chǎn)業(yè)升級的加速,越來越多的高端制造業(yè)對激光技術(shù)需求增加,也對激光工藝提出了更高的要求。例如,動力電池的切割、焊接過程中常會遇到銅、鋁等高反材料。
銅、鋁作為當前有色金屬消耗量中最高的兩種材料對于激光加工精度和加工速度要求越來越高,尤其是黃銅、紫銅。面對這一痛點,包括創(chuàng)鑫在內(nèi)的眾多廠商也是從功率和亮度兩方面著手,以提升激光器的抗高反性和穩(wěn)定性。
但在創(chuàng)鑫激光看來,僅僅依賴提升功率和亮度的方法來提升紫銅等高反材料的加工效率和質(zhì)量是遠遠不夠的。紫銅這類材料對光纖激光的吸收率較低,加工難度較大,因此,需要更深入的探索和突破。基于紫笛數(shù)字光斑技術(shù)對光斑的自由調(diào)配特性,創(chuàng)鑫激光成功找到了全面攻克高反材料加工難題的方法。
通過“數(shù)字光斑”技術(shù),用戶可根據(jù)材料特性對輸出光斑進行定制化調(diào)整,使其更加符合材料加工特性,實現(xiàn)材料的精細加工。對此創(chuàng)鑫激光也在光博會進行了現(xiàn)場演示,從實際表現(xiàn)來看,紫笛激光在紫銅焊接、紫銅+不銹鋼拼焊、9999銀拼焊、不同材料的拼焊中均可快速完成一次焊接作業(yè),且質(zhì)量極高。
6061鋁合金拼焊
6061鋁,是一種鋁合金材料,廣泛應用于新能源動力電池正極材料、航空航天等領(lǐng)域,紫笛數(shù)字激光對其在50mm/s的焊接速度下,能做到焊縫細膩、無飛濺、無裂紋等效果。
T2紫銅拼焊
針對高反代表材料——紫銅,紫笛數(shù)字激光能實現(xiàn)在100mm/s的焊接速度下,焊縫均勻、無飛濺、無裂紋,且焊后的機械性能可靠。
9999銀疊焊
針對首飾行業(yè)高反、精密代表性材料——9999銀,紫笛數(shù)字激光可實現(xiàn)在50mm/s的焊接速度下,焊痕精細、無燒灼、光澤均勻。
此外,紫笛數(shù)字激光在不同材料的拼焊上,也有良好的表現(xiàn)。眾所周知,不同材料的拼焊面臨著多重難點,其中最為顯著的是材料間的物理和化學性質(zhì)差異。這些差異可能導致焊接過程中的熱傳導、熔化速度以及凝固行為出現(xiàn)不同,從而增加焊縫形成缺陷的風險,如氣孔、裂紋和未熔合等。而不同材料之間的熱膨脹系數(shù)和機械性能也可能存在顯著差異,進一步增加焊縫變形的可能性和控制難度。
304不銹鋼-T2紫銅拼焊
因此,激光焊接參數(shù)的選擇和優(yōu)化變得尤為重要。同時,由于不同材料對激光的響應不同,焊接過程中可能出現(xiàn)熔池流動不穩(wěn)定、飛濺增多等問題,這要求激光焊接設備具有較高的穩(wěn)定性和精確性。而創(chuàng)鑫激光利用紫笛數(shù)字光斑能量分布的特點,進行多種熔點、導熱率、反射率差異較大的材料焊接,實現(xiàn)了在50mm/s的焊接速度下,焊縫美觀、無飛濺、且焊后的機械性能可靠,熔接效果極佳。
由此可見,憑借在核心器件及激光器等領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累,創(chuàng)鑫激光能夠為客戶提供更加高效方案、解決行業(yè)痛點問題。而在同質(zhì)化競爭的紅海中,幫助用戶提升激光加工效率,優(yōu)化加工工藝僅僅只是紫笛數(shù)字光斑技術(shù)價值體現(xiàn)的一部分,而對于這項技術(shù)未來的深度應用和廣泛開拓,才是彰顯創(chuàng)鑫激光前瞻視野和宏大格局的關(guān)鍵所在。
焊接工藝革命:開放的數(shù)字光刀
行文至此,或許有不少人認為,紫笛數(shù)字光斑只不過是一項能夠?qū)崿F(xiàn)光斑自由可調(diào)的技術(shù)。面對新興的應用領(lǐng)域,盡管無需專門系統(tǒng)開發(fā)商的介入,但本質(zhì)上仍需依賴創(chuàng)鑫激光對相應工藝特性進行封裝,這似乎給人一種“一家獨大”的錯覺。然而,創(chuàng)鑫激光并未采取這樣的做法。
從2023年國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看,價格戰(zhàn)后疲態(tài)正逐步顯現(xiàn),同質(zhì)化競爭仍在日益加劇,業(yè)內(nèi)也流行著這樣一句話:國內(nèi)市場真的太“卷”了。作為曾經(jīng)的高附加值產(chǎn)業(yè),激光行業(yè)似乎正逐漸步向夕陽產(chǎn)業(yè)的境地。部分廠商在追求降本的路徑上漸行漸遠,不斷進行垂直整合、橫向并購的發(fā)展模式,極大程度地降低了企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。同時,也有廠商在硬件比拼的賽道上忘我奔襲,追求單一特性極限,以此搶占更多的市場份額。這樣的產(chǎn)業(yè)生態(tài)是非常不利于激光行業(yè)發(fā)展,導致今年眾多激光相關(guān)企業(yè)普遍感受到前所未有的困難。
面對行業(yè)瘋狂內(nèi)卷,唯有從技術(shù)和工藝層面不斷提升用戶體驗,才能持續(xù)保持競爭力。出于對市場趨勢和自身發(fā)展的深刻認識,當同行還在不斷堆硬件,磨鋒刃之時,創(chuàng)鑫激光已然脫離工業(yè)應用最高功率、高功率高亮度技術(shù)最強等純硬件比拼,轉(zhuǎn)向更高層面的工藝技術(shù)以及更高格局的開放戰(zhàn)略,為激光技術(shù)開發(fā)更多的應用場景、發(fā)揮更充足的加工優(yōu)勢而努力。
全面開放數(shù)字光斑自定義能力的核心意義在于:打破行業(yè)內(nèi)工藝封閉、一家獨大、全行業(yè)被套娃的現(xiàn)狀,幫助設備廠商形成自身差異化價值優(yōu)勢,以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)回歸價值本位。
紫笛數(shù)字激光作為一種靈活可變的激光,設備廠商可以根據(jù)應用領(lǐng)域、所需光斑特性自行編寫,且封裝在工藝卡上,形成差異化優(yōu)勢,完美匹配不同應用需求。通過總線型智能應用工藝控制器實現(xiàn)自定義激光器,高速靈活地對激光光刀全維度操控,并加密封裝確保絕對安全。
創(chuàng)鑫激光宣布全面開放可自由編輯的端口,并可編輯、自定義電路和軟件,意味著設備廠商在實現(xiàn)自主可控激光器的同時,也可以形成差異化的獨門工藝。通過這項技術(shù),除了能夠幫助下游用戶快速迭代自身產(chǎn)品,開拓新興行業(yè)市場,也能讓激光行業(yè)再度呈現(xiàn)“百花齊放”的盛況。
僅從上述在解決復雜材料焊接難題上所展現(xiàn)的非凡實力來看,創(chuàng)鑫激光憑借紫笛數(shù)字激光技術(shù),已經(jīng)開啟了引領(lǐng)焊接工具的新革命。隨著這一技術(shù)的深入應用與不斷創(chuàng)新,我們有理由相信,創(chuàng)鑫激光將繼續(xù)引領(lǐng)焊接行業(yè)走向更高峰,開啟全新的焊接時代。
小結(jié)
無休止的惡性競爭無法推動激光行業(yè)的進步,唯有不斷創(chuàng)新才是推動行業(yè)向前發(fā)展的正道。紫笛數(shù)字光斑技術(shù)的誕生,為激光行業(yè)指明了良性發(fā)展的道路。創(chuàng)鑫激光的蛻變之旅意味著,只有跳脫出局限的思維,才能綻放出耀眼的光芒。作為一個充滿活力和潛力的行業(yè),我們需要的不是跟風,而是能夠找到新的破局方向。
未來,紫笛數(shù)字光斑技術(shù)將推動激光技術(shù)與更多行業(yè)深度融合,助力企業(yè)攻克更多核心技術(shù)難題,從而進一步拓寬激光技術(shù)的應用領(lǐng)域。在不斷提升自身競爭力的同時,做大激光市場,推動激光產(chǎn)業(yè)更加繁榮昌盛,使中國制造在全球舞臺上更具影響力。
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