尚茂科技研發(fā)生產的激光器核心元件之一光纖AOTF
截至2016年底,國產光纖激光器大小品牌已有二十余家,在與國外品牌的激烈競爭中,不斷創(chuàng)新突破,發(fā)展速度越來越快。2016年,中國低功率光纖激光器市場已被國內企業(yè)占據,國內企業(yè)市場份額高達85%;中功率光纖激光器市場,國內企業(yè)與國外企業(yè)市場份額相當。而在高功率光纖激光器市場,國產產品才剛開始實現部分銷售。目前,高功率光纖激光器市場仍以歐美知名光纖激光器企業(yè)為主導,產品價格和附加值相對較高。
隨著激光技術的不斷發(fā)展與成熟,激光器已廣泛應用于高端制造、信息通訊、生物和醫(yī)療健康等產業(yè)及軍事工業(yè)、國防安全等領域,是當今世界戰(zhàn)略高科技競爭的重要設備之一。越來越多的傳統產業(yè)依靠激光加工技術,提升產品的加工質量,解決傳統加工方法和工藝不能解決的難題,成功完成轉型。全球工業(yè)激光器收入從2012年的23.4億美元增加至2017年的46.8億美元,市場規(guī)模翻倍。但在2007年以前,國內光纖激光器的產業(yè)化和產品化仍然是空白,幾乎所有工業(yè)光纖激光器全部依賴進口。經過10年的發(fā)展,目前國內低功率光纖激光器市場已被國內企業(yè)占據,但高功率光纖器市場,國產產品才實現部分銷售。未來,國內激光器行業(yè)如何突破高功率光纖激光器研發(fā)和制造技術,打破國外產品壟斷,值得重點思考。
國產光纖激光器正逐漸奪回中國市場
隨著激光器技術的發(fā)展,市場應用領域不斷擴寬,全球市場規(guī)模在近兩年保持快速增長,到2017年市場規(guī)模達到113.3億美元,同比增長8.9%。2017年我國激光加工市場規(guī)模近500億元,同比增長超28%,預計2018年激光市場規(guī)模將達600億元。
激光器以工作物質分類,工業(yè)激光器可以分為光纖激光器、CO2激光器、固體激光器和其它激光器。其中,光纖激光器在材料加工領域占比最高,光纖激光器的年增長速度超過35%,遠高于全球工業(yè)激光器7%-9%的增速。在2008年以前,中國光纖激光器市場被國外激光公司壟斷了90%以上的份額。為了打破這樣的壟斷,國內激光器企業(yè)紛紛在技術上進行創(chuàng)新和突破。2008年,武漢銳科推出了第一臺國產商用調Q脈沖光纖激光器,率先打破了美國IPG的壟斷格局。2009年,銳科調Q光纖激光器已經開始小批量供應市場,并初步獲得了市場對國產激光器的認可。2009年,深圳杰普特首先推出國產商用MOPA脈沖光纖激光器,打破了英國SPI的壟斷局面。緊接著,深圳創(chuàng)鑫也向市場推出了商用調Q脈沖光纖激光器產品。
經過這些年的發(fā)展,武漢銳科在中高功率連續(xù)光纖激光器領域,銳科、杰普特、創(chuàng)鑫等公司在脈沖光纖激光器領域逐步占據國內較大的市場份額,國產光纖激光器正在逐漸奪回中國市場。
尚茂科技致力核心元件創(chuàng)新
隨著國內光纖激光器產品市場占有率的提高,作為激光器產業(yè)鏈上的一環(huán),國內激光器核心元件企業(yè)也看到了希望。去年,入駐九龍園區(qū)總部基地的重慶尚茂科技發(fā)展有限公司(簡稱尚茂科技)將注冊資本50萬元改成3000萬元,投入100多萬元建立研發(fā)團隊,購買生產設備,與國內某軍工院所合作,研發(fā)生產激光器核心元件,正式開啟了轉型之路。
激光器是發(fā)射激光的裝置,是激光切割設備最核心的器件,激光器的面積比一張普通名片還小,而激光器內有上百種小元件,如何有效組合在一起?這是一個繁復的過程,這些小元件主要幫助激光器處理激光光源,小元件通常采取化學粘貼的方式進行組接,但這樣的方式會在粘貼時因為高溫產生化學作用,從而影響小元件的功能,針對這一問題,尚茂科技與合作的軍工院所用了一年的時間進行研究,最終采用激光焊接技術替代化學粘貼方式,成功提高核心元件參數。
此前,同等水平的激光器核心元件都是從國外進口,尚茂科技的這一研發(fā)成果可以說是填補了國內市場空白,穩(wěn)定性、耐熱性、消光比等參數超過了國外水平。今年,尚茂科技接到20多個訂單,近400萬元的訂單額。目前,該款產品已經成功運用到國內激光龍頭企業(yè)深圳大族激光研發(fā)生產的激光器上,并得到良好反饋。
尚茂科技總經理王焱剛說,隨著國內光纖激光器企業(yè)綜合實力的增強,國產光纖激光器功率和性能逐步提高,也刺激著激光器核心元件技術的創(chuàng)新和升級。
國內大功率光纖激光器需求持續(xù)增長
據美國ILS統計,2017年全球工業(yè)激光器的營收增幅達到26%。作為一種用于各類材料高速、高效的加工手段,門類廣泛的激光器正在各行各業(yè)大顯身手。創(chuàng)新技術的應運而生持續(xù)推動工業(yè)激光器的發(fā)展。截至2016年底,國產光纖激光器大小品牌已有二十余家,在與國外品牌的激烈競爭中,不斷創(chuàng)新突破,發(fā)展速度越來越快。2016年,中國低功率光纖激光器市場已被國內企業(yè)占據,國內企業(yè)市場份額高達85%;中功率光纖激光器市場,國內企業(yè)與國外企業(yè)市場份額相當。而在高功率光纖激光器市場,國產產品才剛開始實現部分銷售。目前,高功率光纖激光器市場仍以歐美知名光纖激光器企業(yè)為主導,產品價格和附加值相對較高。
記者了解到,國產千瓦級以上的高功率光纖激光器主要應用于激光切割、打孔、焊接等工業(yè)領域,隨著我國汽車行業(yè)輕量化的推進和復合材料加工市場的應用拓展,高功率激光器有著良好的市場前景。在市場推動下,國內激光器企業(yè),開始進軍高功率光纖激光器市場。
作為國內激光設備行業(yè)龍頭大族激光,早在6年前就啟動了高功率光纖激光器研發(fā)工作。根據該公司2017年年報顯示,該公司大功率激光及自動化配套設備實現營業(yè)收入20.74億元,同比增長42%。激光設備助力中國制造轉型升級,全方位應用于汽車、軌道交通等重要行業(yè),已成為中集集團、中國鐵建、大慶油田等大型企業(yè)的激光 系統集成解決方案提供商。大功率激光焊接設備打入美國汽車城底特律,進軍東歐及東南亞市場。公司榮獲2017年“全國質量標桿”大獎,G3015F光纖激光切割機獲評工信部中國制造業(yè)“單項冠軍產品”。
此外,格雷森實業(yè)有限公司也在高功率激光器技術上有深入研究,該公司研發(fā)的激光器,實際上為高穩(wěn)定性全波段超快激光器,結合了光纖激光與超快激光技術,包含1微米、1.5微米和2微米波長的超快光纖激光器,能夠聚焦到微米尺度的空間區(qū)域,同時具有極高的峰值功率和超短的脈沖寬度,不僅有效避免了加工過程中的熱量轉換及熱擴散,實現了真正意義上的激光“冷”加工,同時提高了微加工的精度,已與多個行業(yè)領域取得了合作。
有專家預測,未來3年,中國光纖激光器市場將持續(xù)高速增長,市場占比繼續(xù)擴大。在市場競爭的驅動作用下,部分產品價格會進一步下跌,使光纖激光器更加普及,但是低功率光纖激光器跌幅不大;國內大功率光纖激光器的需求增長,大幅拉動國內光纖激光器的銷售額。
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