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co2激光切割机的光学镜片(激光切割机切割参数表)

发布人:澳门十大电子正规游戏网站-澳门电子游戏十大排行 发布时间:2022-04-24

co2激光切割机的光学镜片

概要

(1)激光被誉为“最快的刀、最亮的光、最准的尺”。激光是20世纪四大发明之一,它拥有强度高、单色性好、相干性好、方向性好等特点,被称为“最快的刀、最亮的光、最准的尺”。激光产业链的上游包括激光晶体、光学镜片、各类激光器、数控系统等;中游设备环节包括激光切割机、激光焊接机、激光打标机、激光雕刻机、激光美容设备、照明设备等;经过多年的发展,各类激光设备已被广泛应用于材料加工、电子信息、航空航天、医疗、军事武器、通讯等众多下游行业。

(2)激光加工设备:性价比提升,广泛替代传统加工方式。激光加工设备与工业机器人类似,可在工业生产中替代众多传统的设备,如激光打标机替代油墨喷码机、激光切割机替代火焰切割设备、激光焊接机替代传统焊接设备等。一方面,随着工业自动化升级,工业生产对精度、效率、可靠性等方面提出更高的要求;另一方面,随着激光器等零部件的国产化,激光加工设备的性价比逐渐显现。2018年我国激光加工设备销售规模达到605亿元,同比增长约22.22%,未来成长动力依然充足。

(3)激光器:国产化率快速提升,价格逐年下降。激光器是用来产生激光的部件,是激光设备最核心的单元。2018年全球激光器销售收入达到137.6亿美元,同比增长5.28%。激光器环节三个重要的趋势是:(1)工业激光器的占比逐渐提升,2018年全球工业激光器的销售额达50.6亿美元,占全部激光器的36.76%,该比例比2013年提升了澳门十大电子正规游戏网站-澳门电子游戏十大排行约9.06个百分点;(2)光纤激光器正在快速替代CO2激光器:2018年全球光纤激光器市场规模达26.3亿美元,同比增长27.50%,占全部工业激光器的51.4%,该比例比2013年提升了17.6个百分点;(3)价格快速下降:目前国内的中低功率光纤激光器已基本完成了进口替代,高功率光纤激光器也在快速国产化的过程中,价格逐年大幅下降。

一、激光技术

1970s年代方步入商用,目前在快速发展阶段:

爱因斯坦在1917年最先提出受激辐射;1960年世界第一台红宝石固体激光器出现;1970s激光器进入商用时代。经过对激光束与物质相互作用机理的探索,激光的应用领域也不断扩张,20世纪90年代后行业应用进入高速发展阶段。co2激光切割机的光学镜片

我国四大激光产业带:

华中地区:以武汉为代表,我国最大的激光产业聚集区,100多家相关企业;华中科技大学、武汉大学等知名高校为依托;代表性企业华工科技、锐科激光、金运激光等;珠三角:广州、深圳海运发达、出口便利,激光产业出口额占到全国激光产品出口的三成以上,已成为继武汉之后国内第二的激光产业聚集地,代表性企业大族激光、正业科技、联赢激光、杰普特、光韵达等;长三角:完善的激光产业链,有着一批高科技术企业引领地区的激光产业发展,包括亚威股份、天弘激光、波长光电,飞博激光等;环渤海区域:以北京为代表的市场拥有大量IT、通信、医疗、机械公司,激光产品的需求旺盛,带动了激光产业蓬勃发展,代表性企业有大恒科技、国科世纪等。二、激光加工设备特性

激光加工是精密加工技术的代表,主要增长驱动力来自对传统加工方式的替代:与其他加工方式相比,激光加工有着高效率、高精度、低能耗、材料变形小、易控制等优点,这些优点都与激光加工的“非接触加工”和“高能量密度”两个特性关系密切:

非接触加工:激光完空全依靠激光与材料相互作用产生的热量来完成,整个过程中不存在加工刀具与材料相接触的情况,使得被加工材料不受到力的作用,残余应力比较小,由于光束的直径可控制到很小,因此精度也较高;高能量密度:激光加工的功率密度可达107W/cm2以上,是火焰、电弧等加工方式功率密度的数千乃至数万倍;较高的功率密度意味着激光可以对加工对象上非常微小的区域进行加工,而不导致该微区域周围的材料受到影响,因此加工精度和加工效率都更高。三、激光加工设备市场规模

激光加工设备2018年国内市场规模达605亿,超六成用于工业领域

2018年我国激光加工设备销售规模达到605亿元,同比增长约22.22%,未来成长动力依然充足。62.66%的激光设备用于工业领域。2018年 我 国激光 切 割成 套设备 销 量约35000台套,预计2019年将达到约44000台套。

co2激光切割机的光学镜片

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四、激光加工设备主要类别

1.激光打标机:高能刻痕,快速、防伪

激光打标:是利用高能量的激光束照在工件表面上,使工件表面材料气化,露出深层物质,从而在工件表面刻出文字或图形。激光打标是非接触加工,打标速度快,运行成本低,无污染,适用于金属、玻璃、陶瓷、木材等多种材料。在打标的瞬间,光能迅速转化为热能,工件不会变形也不会产生应力,准确性非常高;

主要替代油墨喷码、化学腐蚀、电火花加工等技术:传统技术速度慢、效率低,而且存在污染,标志也不够清晰。激光打标技术产生之后,逐渐代替了传统的油墨打标等技术。其中嵌入式激光打标机具有集成度高、价格低、打标质量高等优点,是打标机技术发展的未来方向。

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2.激光切割机:刃若秋霜,快速、精密

激光切割:是将激光束聚焦成很小的光斑,在照射点处使材料瞬间达到汽化温度,形成孔洞,随着激光束与工件相对运动,达到切割材料的效果。

兼顾精度和效率:中高功率的激光切割机可以切割钢材等金属材料,低功率激光切割机可对木材、PCB、FPC、布料、玻璃等材料进行切割,甚至可以穿过透光物质对密闭空间内的材料进行精准切割,在汽车制造、3C制造等领域应用广泛。激光切割的切缝窄、切割速度快、热影响区小,切割面质量好、不会产生机械应力,是名副其实的优良加工技术。

激光切割主要替代水切割、气燃体切割、等离子切割、模冲切割、锯切割、线切割等。

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3.激光焊接:高精高效,高端、昂贵

激光焊接:激光焊接采用高强度的激光束辐射金属表面,金属与激光相互作用后熔化产生焊接效果。

主要替代传统的气体保护电弧焊机、电阻焊机等:与这些传统的焊接设备相比,激光焊接设备的价格更加昂贵,初期投入成本更高,但激光焊接的性能更好、效率更高、焊缝更加致密细小。

下游应用前景广阔:激光焊接可应用于汽车、航空航天、造船、石化、电子仪表、医疗器械等行业,尤其在汽车制造领域,激光焊接的应用历史已有近40年。超快激光焊接为透明材料、轻薄合金的焊接带来了可能。

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4.激光清洗:工业新宠,高效、环保

激光清洗:具有无研磨、非接触特点,不但可以用来清洗有机污染物,也可以用来清洗无机物,包括金属的锈蚀、金属微粒、灰尘等,应用功效包括:除锈、脱漆、去油污、文物修复、除胶、去涂层、去镀层等。

主要替代传统工业清洗的方法包括化学清洗、机械打磨、干冰清洗、超声波清洗等:与传统清洗方法相比,激光清洗采用非接触的方式,不会对工件产生损伤,清洁效率也大大提高,并且可控性非常好,无须耗材,不会产生污染。

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5.激光眼科手术设备和美容设备:飞秒激光,安全、准确

飞秒激光眼科手术:近视患者的眼轴大于正常眼轴,使得在眼球调节松弛状态下,平行光线经眼的屈光系统折射后的焦点落在视网膜之前。飞秒激光手术可以去除眼轴维度上多余的肌肉,使眼轴距离恢复正常。

飞秒激光被用于近视手术,被誉为继波前像差技术之后“屈光手术的又一次革命”:具有准确性高、安全性高、稳定性高、手术时间短、舒适性高等优点,已经成为当前最主流的近视手术手段之一。

在美容方面,激光可用于去除色素和原生痣、去除纹身等,也可以用来改善肌肤的衰老情况。

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6.光刻机:集成电路制造专用,高端装备塔顶明珠

集成电路制造过程中所使用的EUV光刻机,是高端制造的巅峰之作:芯片的加工过程对精度要求极高,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。越复杂的芯片,线路图的层数越多,就需要更精密的光刻机。

目前在该领域,荷兰的ASML公司几乎垄断了整个市场。

光刻机是附加价值极高的产品:长江存储于2018年购得ASML光刻机一台,总价约4.6亿人民币。

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五、激光加工设备:国内主要激光设备供应商

大族激光是全球规模最大的激光设备供应商,2018年销售收入达110.29亿。

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六、激光器分类

激光器有多种分类方法,其中最常用的分类方法有四种:

工作物质:可分为气体、固体、液体(染料)、半导体、准分子等;能量输出波形(工作方式):可分为连续激光器、脉冲激光器、和准连续激光器,脉冲激光器可进一步分为毫秒激光器、微秒激光器、纳秒机关器、皮秒激光器、飞秒激光器、阿秒激光器等;输出波长(颜色):可分为X光激光器、紫外激光器、红外激光器、可见光激光器等;功率大小:可分为低功率激光器(<100w)、中功率激光器(100w-1500w)、高功率激光器(>1500w)。co2激光切割机的光学镜片

七、激光器市场规模

2018年全球激光器销售收入达到137.6亿美元,同比增长5.28%;

工业激光器的占比逐渐提升,2018年全球工业激光器的销售额达50.6亿美元,占全部激光器的36.76%,该占比比2013年提升了约9个百分点;

全球约45%的激光器用于材料加工(包括光刻)。

co2激光切割机的光学镜片

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2018年全球光纤激光器销售收入约26亿美元,同比增长27.50%;

2018年光纤激光器占全球工业激光器的销售额的比例达51.4%,该比例比2013年提升了17.6个百分点;

光纤激光器约65%的市场在中国;

IPG仍是全球最大的光纤激光器制造商,国产品牌锐科位居第二。

八、激光器:国内外主要的激光器供应商co2激光切割机的光学镜片

九、激光器零部件

长光华芯是我国激光芯片国产化的代表,已成功研发并量产多个规格的产品;

越来越多的激光器生产厂家倾向于自产有源光纤、泵浦源等零部件;

国内仍有很多各类零部件供应商,尤其以光学部件占比最高,但普遍体量较小,故未列示在内;

此外华工科技在激光全产业链布局,在光模块、光芯片等环节均有积累。

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