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創鑫萬瓦級激光器提振國產競爭力

隨著“工業4.0”和“中國制造2025”戰略的推進,中國制造業開始邁向高端化、智能化轉型的進階之路。由于市場對產品品質的需求不斷提升,對加工工藝在精度和效率方面提出了更高的要求,傳統的加工制造設備已顯示出力不從心的一面,高端激光加工設備因而備受重視。在智能制造的這場東風之下,激光行業迎來了一場重大的發展機遇。
 
對于在“中國制造2025”背景下,制造業轉型升級過程中面臨的種種問題,OFweek激光網專程前往位于深圳的創鑫激光總部取經。創鑫激光副總經理胡磊親自接待了我們,并從行業市場、產品技術、創鑫激光未來的規劃布局等多個角度進行了解讀。以下是本次采訪的完整內容。

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創鑫激光副總經理 胡磊


1、OFweek:光纖激光器的市場越來越大,前景被普遍看好。那么,相比傳統的激光器,光纖激光器的優勢在哪里?更適合用在哪些領域?
胡磊:近年來,光纖激光器的市場缺口不斷打開,在重型工業切割、焊接、以及一些表面處理工藝上的需求越來越多,并且仍舊保持著高速增長態勢,僅在2017 年,全球光纖激光器銷售額就達到了 20.39 億美元。據英國分析公司IDTechEx預測,到2028年,全球光纖激光系統的銷售額將達到89億美元。
與傳統激光器相比,光纖激光器擁有許多優勢,比如更高效的光電轉換效率、結構緊湊、能效低,在大功率的要求下體積仍可以做得更小型集約,也更為節能環保,這方面的優勢讓其更容易適應不同使用環境;光纖激光器的光束質量好,加工效果更有保障;對加工制造廠商們來說,光纖激光器還有一個很有優勢的特點,就是其具有極強的穩定性,可以有效保障加工作業的開展,在使用壽命方面也更具優勢。
除了上述提到的優勢外,光纖激光器在工業制造領域擁有一個頗具前景的核心優勢:工業機械柔性整合好。這個特性使得其與自動化、半自動化結合更為緊密,與當前智能化發展大趨勢相契合。


2、OFweek:與國外廠商們相比,在光纖激光器這一領域,我們存在哪些不足?就近幾年來說,又有哪些突破?

胡磊:與IPG、通快、相干、SPI為代表的國外激光領域廠商們相比,國內在某些技術方面還存在一些差距,這些差距主要體現在上游的核心器件里。近年來,通過國內相關科研機構、企業的技術攻關,在一些關鍵點上取得了不少突破,這種差距已經縮小了許多。
以我們創鑫激光為例,創鑫激光除了不斷加強在研發上的投入,也長期與上述科研機構、企業保持密切交流與合作,不斷強化自身核心技術實力。截至2018年第二季度,創鑫激光累計授權國內外專利達208項,專利授權量保持增長勢頭。在知識產權和發明專利上,先后獲得“2015年度深圳市寶安區知識產權優勢企業”、“深圳市專利獎”、“廣東專利金獎”等區級、市級、省級獎項。


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提到與IPG這些國外領軍企業間的差距,我認為主要還是在全產業鏈垂直整合方面。創鑫激光也在不斷強化自身研發能力,大多數關鍵核心器件都由自身研發,在這個方向上,創鑫與IPG走的是同一條路。自主器件與光纖激光器從研發到量產,創鑫激光在整個環節上都已成熟。目前,創鑫激光研發生產器件包括泵浦源、光隔離器、光合束器、聲光調制器、高功率準直器、光纖光柵、切割輸出頭QBH、剝模器等數十種激光器核心光學器件。創鑫激光的銷售網絡不僅覆蓋全國各地,還遠銷到亞洲、歐洲、美洲和中東等20多個國家和地區,引領國產激光產業崛起。

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其實我們也不必妄自菲薄,就國內市場而言,我們也存在極具優勢的一面。這方面的優勢主要在于我們更貼近市場。由于中國制造業的加工環境比較復雜,存在加工環境中溫度濕度差異大,電壓不穩等問題,這些現實條件倒逼國內廠家生產出更加“百毒不侵”的設備。與國外廠商相比,創鑫可以提供快速而完善的配套售后服務。因此,出于對自身產品技術的自信,以及對市場需求的深入理解,創鑫激光無懼與國內外行業巨頭在市場上的正面博弈。


3、OFweek:針對光纖激光器廣闊的市場前景,貴公司有哪些規劃布局?

胡磊:目前,隨著新能源汽車的強勢崛起,以汽車制造為代表的重型加工業對高功率光纖激光器的需求越來越大,國內廠商們也在積極投入研發,并取得許多關鍵性突破,不斷有更高功率的光纖激光器面市。
 在很長一段時間里,國內激光器制造廠商們競相角逐的市場,始終集中在中低功率領域,而高功率激光器市場則被國外企業所壟斷。近年來,這種狀況開始被打破,創鑫激光于今年推出了一款12000W的超高功率多模連續光纖激光器,為國內在超高功率激光器領域爭回一口氣。
 
從去年開始,我們針對產品質量保證環節進一步增強投入,引入相關領域精英,采購先進檢測設備。如可靠性測試中心,目前擁有數十人以上行業背景的工程師、技術精英,承載電路硬件測試、光學測試、軟件測試、可靠性測試、ORT測試等職能,引入多臺大型高精度環境及機械測試設備。同一時期,我們成立了專為中高功率系列打造的千級無塵光學檢測中心,累計投入資金超2500萬元,檢測中心現已擁有近40名工程師、檢驗員,外購及自主搭建各類光學測試平臺,針對包括芯片、光纖等核心原材料到各類光學器件及整機關鍵參數進行系統化檢測。借助光學檢測中心,我們全面優化了中高功率產品光路方案,產品性能和穩定性得到進一步提升。


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從今年4月份開始,我們展開了自制器件良率提升專項工作,對各器件車間良率進行排名,出臺針對性獎懲制度。從目前情況來看,自制器件如隔離器、QBH、合束器、泵源、聲光調制器等均達成目標,其中高低反光柵已經連續2個月保持100%合格率。器件的合格率保證了我們低中高功率產品的品質可靠性與穩定性,2018年小功率產品保持在0.5%以下的低返修率,較去年同期下降了30%,品質穩定性與國際任何一家激光品牌企業相比,都有巨大競爭優勢。
 我們計劃于今年9月份之前完成ISO9001:2008 到ISO9001:2015質量管理體系升級認證審核,目前內審已經完成且通過,下一步我們將進入外審階段。


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“工業互聯網”這一概念最早由通用電氣提出,通過軟件、硬件相結合,強化設備之間的通訊能力等手段,讓設備更高效智能地工作。可以預見的是,未來激光器內置的智能設備會越來越多,更高效地收集并監控設備數據,從而優化整個生產線,這也是創鑫激光正在著重發力的一個大方向。


4、OFweek:目前,超高功率激光器在汽車制造、鈑金加工等重型工業領域的應用越來越多,我們了解到貴公司推出了一款12000W的超高功率多模連續光纖激光器,它的優勢在哪里?在這款產品研發過程中,碰到最大的難題是什么?

胡磊:我前面也提到過,長期以來國內高功率激光器市場都被國外激光巨頭把持,缺少定價話語權。正是因為有感于此,創鑫激光一直致力于研發更高功率的激光器,以打破國外廠家的壟斷地位,進而造福國內制造業。這款12000W的激光器正是創鑫激光不斷強化核心能力后的產物。
 這款激光器采用了創鑫獨創的冷卻方式,有效提升了散熱效率。同時,創鑫激光在產品方案設計伊始便整體考慮了軟件控制與硬件設計的融合,大大強化了設備的“腦力”,可以實現對激光器全動態的實時監控,確保設備處于正常工作狀態,提升了設備長期工作的穩定性,保障企業的正常生產運作。
 此外,這款12000W高功率激光器適應多種應用場景提出的激光加工機臺,兼容QCS連接接頭、QBH連接接頭以及脈沖連接接頭,以實現不用更換輸出接頭而完成不同材料的切割、焊接或打標工序的方案,適應超厚板材加工、超硬材料加工、超高速加工等高難的應用需求。


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我們這款激光器核心器件均為自主研發,包括高功率的合束器、高功率反射鏡、高功率的泵浦源等。這就使得設備在可靠性、穩定性上更有保障,后期的設備維護工作也更簡單。從毫瓦到數瓦,再到幾十瓦、幾百瓦、上千瓦,到目前的上萬瓦,創鑫激光始終走在一條穩扎穩打的精進之路上,到如今達到能比肩國際廠商的一流水準,受到了海內外的廣泛認可。

現階段高功率產品研制成功及將來開發更高功率產品,主要在于攻克了關鍵器件及高功率單模塊的技術瓶頸,如突破萬瓦級能量合束技術,成為國內少數掌握核心技術的激光制造商;萬瓦級QBH光輸出頭承載巨大激光能量及有效攔截回光沖擊,而在器件方面,創鑫激光一向擁有強大的優勢,擁有核心器件的自主研發實力,意味著掌握了產品研發的命脈。

另一方面,我們有雄厚的技術基礎,研發團隊大多數是公司多年的研發骨干,更是行業經驗豐富的高層次高學歷人才,包括我們擁有自己的院士專家工作站、以及被授予博士后創新實踐基地。這些是我們得以不斷攻克核心技術難關,不斷推出更高端、智能化產品的堅實后盾。


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