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激光加工技术的问题与未来发展

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-04-22 0:06:50 * 浏览: 1
1.国外激光加工技术及其发展趋势目前,以德国,美国,日本和俄罗斯为代表的一些发达国家主导和控制着全球激光技术和产业的发展方向。其中,德国的Trumpf和Rofin-Sinar主导着大功率工业激光器,美国的IPG光纤激光器引领着世界激光器产业的发展方向。机械,汽车,航空,造船,电子等行业的大型制造业的欧美主要国家已基本完成了用激光加工技术替代传统工艺,进入了光加工时代。经过几十年的发展,激光技术已经打开了广阔的应用领域,涵盖了9个主要类别,例如通信,材料处理,准分子光刻和数据存储。据国外统计,2013年全球激光器销售总额超过1000亿元人民币。其中,全球激光器市场销售额比2013年增长6.0%,达到93.34亿美元。美国市场凭借出色的出口表现而增长,欧洲仅与德国的出口增长保持了国际收支平衡,在亚洲市场中,东盟国家的增长抵消了中国经济的放缓和日本的经济增长。零增长。二,国内激光产业发展现状1.国内激光产业总体格局国内激光企业主要分布在湖北,北京,江苏,上海,深圳,基本形成了华中,环渤海,长三角在珠三角四大激光产业基地中,有一定规模的企业约300家。 2014年,中国激光产业链的产值约为800亿元。主要包括:激光加工设备产业规模达350亿元(其中切割,打标,焊接用大功率激光设备占据67%的市场份额),重工业,电子工业,轻工业,军工,医疗等行业应用达到450亿元。预计未来三年,中国激光行业的平均复合增长率将不低于20%。中国的激光加工产业可分为四个相对较大的产业带:珠江三角洲,长江三角洲,华中和环渤海地区。四个工业带有不同的重点。珠三角以中小功率激光加工机为主导,长三角以大功率邢台激光切割和焊接设备为主导,环渤海地区以大功率激光熔覆和全固态为主导激光,以武汉为首。中国中部地区涵盖大,中,小型激光加工设备。在四大工业带中,华中地区(特别是武汉市)和中国的“地带”地区,光谷的名称就是一个有力的证明。可以说,武汉地区见证了中国激光加工行业从无到有,从强到强的整个过程,是中国激光工业发展的缩影。 2.国内激光产业的重点部门的激光技术在中国经过40多年的发展,具有相对雄厚的技术基础,培训和训练了一支更高素质的团队。以中国科学院四大光学机械研究所以及各部委和一批大学的研究机构为代表,它形成了中国激光系统技术研究和发展的重要力量,如华中大学。清华大学,北京工业大学等16个科研院所。作为激光研发核心技术的一部分,已经形成了五个激光技术研究中心和十多个研究机构。中国激光行业的重点企业有:武汉马斯达,华工激光,楚天激光,团结激光,Jin云激光,瑞克激光,深圳麦迪,马氏激光,光云激光,光大激光,连盈激光,北京mdash,mdash,Daheng Laser,11,华东mdash,mdash,上海统一Prima,南京东等。中国激光行业的aser公司包括华工技术,汉能激光,Jin云激光,光云达,福建技术,鑫松机器人,利达光电和上海鑫南洋。三,激光加工的优点激光加工是非接触式加工,高能激光束的能量及其移动速度可调,因此可以达到多种加工目的。它可以加工各种金属和非金属,特别是具有高硬度,高脆性和高熔点的材料。激光加工的灵活性主要用于切割,表面处理,焊接,打标和钻孔。激光表面处理包括激光相硬化,激光熔覆,激光表面合金化和激光表面熔合。激光加工技术主要具有以下独特优势:①采用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益高。 ②各种介质可用于在密闭容器中加工各种工件,在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可使用机器人进行激光加工。 ③在激光加工过程中,没有“磨损”,“工具磨损”,“没有切削力”作用在工件上。 ④可以加工各种金属和非金属,特别是高硬度,高脆性和高熔点的材料。 ⑤激光束易于在各个方向上引导和聚焦以改变方向,并且易于与CNC系统配合以加工复杂的工件,因此这是一种非常灵活的加工方法。 ⑥无接触加工,对工件无直接冲击,不产生机械变形,高能激光束的能量及其移动速度可调,可达到多种加工目的。 laser在激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,是局部加工。它对非激光照射部位没有影响或影响很小。因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。 the激光束的发散角可为lt,1毫弧度,光斑直径可小至微米,作用时间可短至纳秒和皮秒,同时可连续输出大功率激光器可以达到千瓦至10kW。因此,该激光器既适用于精密微加工又适用于大规模材料加工。激光束易于控制,并且易于与精密机械,精密测量技术和电子计算机结合,以实现高度的加工自动化和较高的加工精度。激光加工技术已广泛应用于许多领域。随着激光加工技术,设备和工艺研究的不断深入,它将具有更广阔的应用前景。由于加工时输入工件的热量少,热影响区和热变形小,加工效率高,易于实现自动化。四,存在的主要问题和发展思路1.专业领域的中高端激光加工设备及配套技术不能满足行业需求。随着中国制造企业技术改造的增加,近年来数控邢台激光切割焊接设备市场异常。活跃的年需求量可以达到1000多个单位。但是,国内市场缺乏能够满足行业需求的国内中高端激光设备产品。同时,在为国外产品提供支持服务时,支持技术也无法满足客户需求。例如,武钢冷轧生产线进口了十多条德国激光定制焊接和硅钢雕刻大型设备,配套的激光设备技术和激光焊接工艺不能满足武钢大型的要求。规模不停生产。与省内的东风,三环锻造等行业龙头企业的配套也存在类似的问题。 2.产业链各个环节之间的合作与整合还不足以限制激光行业发展中的某些核心技术,例如激光设备所需的控制软件。设备,光纤激光器生产所需的特殊光纤等。由于缺乏与CNC相关的企业和光电技术,企业之间的技术合作使技术上的突破很难实现,这限制了核心技术的改进。激光行业的竞争力。同时,在加速制造业和服务业融合发展的大环境下,我省激光产业需要拓宽思路,加强与现代服务业,文化创意产业的融合。尽管Unity Laser和Chutian Laser已经在这方面进行了有益的尝试,但是这种不仅限于现有市场和产品,积极寻求协作集成的思维方式尚未成为整个行业的共识。 3,发展思路是以激光应用为指导,以激光设备为核心,以集成设备为主体,通过国际合作提高水平,重点解决核心设备瓶颈的长期发展和关键技术问题。 ,促进科技资源的有效配置和整合整合,促进产业链的向上和向下延伸,促进激光行业在各个子行业,激光等行业的整合与发展,促进行业的协同创新。工业,学术界和科研界,创建大型激光加工设备系统集成企业为领导者,并生产中小型激光器。在企业集团的支持下,激光制造设备企业集群得到功能性设备生产企业集团和企业的支持。公共技术和其他服务平台。着眼于激光行业的持续发展,着眼于新一代核心激光器,高端激光器制造设备和激光加工应用的三个主要方向,规划和征服许多可以形成明显增长点的重大项目,建立重大工业化项目协同创新促进机制,及时研究解决项目建设初期的重大问题。 5.未来的发展方向1.激光技术的发展继传统的气体和固态激光器之后,诸如光纤激光器,半导体激光器和磁盘激光器等新型激光器得到了快速发展。总体而言,全球激光技术的主要趋势是朝着高功率,高光束质量,高可靠性,高智能和低成本的方向发展。大功率射频板条CO2激光器,轴向快速流CO2激光器,低成本的千瓦大功率YAG激光器,盘式固态激光器,半导体激光器,光纤激光器,完全固化的可见光和倍频紫外激光器,飞秒激光。 (1)大功率工业光纤激光器大功率光纤激光器是第三代固态激光器。在激光加工领域,光纤激光器有逐渐取代传统YAG和某些CO2激光器的趋势。目前,商用光纤激光器的连续功率输出功率已经上升到几千瓦,甚至是50kW。重点发展实用的1〜4kW光纤激光器,克服10kW光纤激光器的工业技术。 ①用于高功率光纤激光器的高芯光纤掺fiber光纤,为高功率光纤激光器及其纤芯光纤设备提供支持。 ②针对船舶,汽车,军工,能源等行业的厚钢板进行邢台激光切割和激光焊接的迫切需求,设计并商业化了10kW大功率工业光纤激光器。 ③2〜4kW连续光纤激光器,可以满足焊接和切割应用的需求。 (2)高功率半导体固态激光器高功率半导体固态激光器是第四代固态激光器。半导体激光器结构紧凑,寿命可达10000h,电光转换效率高达30%至40%。德国Laserline和DILAS实用的半导体激光器达到8kW。研发激光材料,例如激光增益纤维,激光片状晶体,激光非线性变频晶体,激光石英玻璃,大功率透镜,传输纤维,切割头,焊接头,SEMiconductor激光泵浦源和其他激光设备它配备了核心组件,例如精密机械零件加工,激光电源,激光光学组件和数控系统。