幹貨!超快精密加工（gōng）發展的最終突破口有哪些？

近年來，激光製造（zào）的一個重要部分精密加工得到較多的關注，業界普遍看好其（qí）發展空間。實現精密加工的激光器也從早期的固體納秒（miǎo）綠光/紫外激光器發展到皮（pí）秒和飛（fēi）秒激光器，特別是超快激光（guāng）器國產化以後，精密加工基（jī）本上是以超快激光為主（zhǔ）流了。超快精（jīng）密加工技術快速突破，超快精密加工發展的最終趨勢（shì）是如（rú）何呢（ne）?

突破口：超快激光器國產化加快
超快激光器在外國較早（zǎo）出現研究成果是在2003年左（zuǒ）右，至今（jīn）已約20年，分為不同的技術路線。直到2010年後商用超快激光器才逐漸成（chéng）型，並得以應用。當時價格（gé）較為昂貴，功率低，適用（yòng）範圍小（xiǎo），工業應用條（tiáo）件不（bú）成熟。

彼時（shí）我國（guó）的超（chāo）快激（jī）光（guāng）完全空白，到2013年（nián）後有歸國人才回國創業才（cái）開始有這方麵的產業化嚐試（shì）。這方（fāng）麵的缺失也讓我國付（fù）出了高昂的使用代（dài）價，國內精（jīng）密設備商往往花費一百多二百多萬進口一台超快激光器，最終（zhōng）精密激光加工設備的價格高達三四百萬元。

我國（guó）超（chāo）快激（jī）光器到2017年後技（jì）術快速突破，科研和生產企業達二（èr）三十家（jiā），國產（chǎn）化進程大大提高了，超快激光器的國產化推（tuī）動了激光器價格的大（dà）幅下（xià）滑，同時也實現了（le）超短脈衝激光技術的自主化（huà）。與此同時（shí），我國的（de）超快激光加工設備應用快（kuài）速拓展（zhǎn），在手機（jī）、電子產（chǎn）品、陶瓷、玻璃、太陽能、芯片等（děng）行業（yè）逐漸滲透，超快激光精密加工（gōng）市場備受行業看好。超（chāo）快激（jī）光引起了（le）資本市場的關注，少部分新興的超快激光器企業得到數千萬甚（shèn）至上億元的融資。

突破口：陶瓷激光切割
超快激光器的技術路線
超快激光器最（zuì）早的技術都是走固態激光技術路線，固體激光具有出光功率（lǜ）高、穩定性高、控製好的特點，基本（běn）上是（shì）納（nà）秒/亞納秒固體激光器的升級延續，所（suǒ）以在精密加工方麵，皮秒飛秒固（gù）體激光取代納秒固體激光是（shì）順理成章（zhāng）的。

然而在光纖激光器（qì）大行其道的環境下，超快激光也走向了光纖激光方向，皮秒/飛秒光纖激光器快（kuài）速湧現，從外國的Amplitude到國內的安揚、國神等企業，超快激光的光纖化路線似乎又成為一個重要方向，足以跟固體超快激光分庭抗禮。

此外，超快激光器的另一個重要特點是從紅外波段升級到紫外（wài）波段。超快激光器一直都是講的紅外激（jī）光，紅外皮秒激光加工（gōng）本身已經是（shì）非常精密的，在玻璃切割（gē）打孔、陶瓷基板、晶（jīng）圓切割等已經有很完美的效果（guǒ），但在技術層麵是無止（zhǐ）境的。僅在過去3年，多個廠商路線（xiàn）推出了皮秒（miǎo）紫外（wài）激光器，再次把（bǎ）超快激光技術競爭推上一個高度。紫外激光被認為是冷光源，超短脈衝（chōng）加持下的紫外光，可以把“冷（lěng）加工”做到了極（jí）致，在材料上的打孔和切割幾乎無燒焦痕跡，達（dá）到完美加工。

突破（pò）口：航空（kōng）發（fā）動機渦輪葉片氣膜孔的“冷加工”

超（chāo）短脈衝激光的技術拓展其（qí）中一個趨（qū）勢必然是功率的提升，從早期3瓦5瓦發展到如今百瓦級（jí），去年某外國廠商已經展示了300瓦的商（shāng）用超快激光器。在功（gōng）率水平、穩定性上我國的超快激光（guāng）器產品（pǐn）與外國先進（jìn）水平相比仍然有不少差距，但國產激光器進步很快，假以時日也會趕上來。

超快激光功率究竟要（yào）求多高?目前市場應用的精密加工普遍采用（yòng）20瓦至50瓦功率，而（ér）德國某機構已經（jīng）啟動攻（gōng）關千瓦級超快激光器。皮秒和飛秒激光器已經是超精密，至於（yú）後麵阿秒激光，仍然是科研（yán）階段，用於工業加工目（mù）前還看不到（dào）有這個必要。

突破口：超快激光加工的（de）需求波動
過去幾年受手機玻璃、miniLED、OLED、5G、太陽能、芯片精密加工需求等鼓動，業界普遍看好超快激光的前景。過去3年超快激（jī）光出貨量取得了較大幅度增長。

突破口（kǒu）：超快激（jī）光器的冷卻方案
超快激（jī）光應用的優勢就在於其表麵非接觸、精（jīng）度極高，所以將其用於消費電子部件微製造、易脆性材料、薄膜（mó）切（qiē）割、精製電路、生物醫療等領域市場非常廣闊，與很多行業的發展息息相關。但是因超快激光的高精度和穩定性加工效果的提升（shēng），功率（lǜ）也提升了，對溫（wēn）控效果（guǒ）的要求也高有所提升!功率越高，水（shuǐ）溫越難保持，達不（bú）到製冷要求（qiú），會造成激光器的損壞，影響生產。

隨著超（chāo）快激光器國產化，特域也跟隨著超（chāo）快激光的步伐，研發出適合多種超（chāo）快激光器的冷水機，如特域CWUP-20激（jī）光冷水（shuǐ）機（jī），製冷量達1700W，溫控精度達±0.1℃，高精度溫控減少水溫波動，穩定激光器出光率，滿足20W紫外激（jī）光器冷卻（què）;具備恒溫和智能兩（liǎng）種溫控模式，機身小巧，設（shè）計緊湊（còu）;支持RS-485 Modbus通訊協議，遠程監控水溫和修改水溫參數，具有多種報警保護功（gōng）能：壓縮機延時保護;壓縮機過流保護;水流報警;溫度超（chāo）高/低報警，為超快激光加工提供良好的保障。

2022年，受新冠疫情及經濟環境（jìng）不確定性增加等因素影響，下遊設（shè）備（bèi）投資（zī）需求受到較大（dà）抑製，國內相關企業的（de）設備投資明顯放緩。以手（shǒu）表、平板、穿戴（dài）設備為代表的消費電子需求低迷，PCB(印製電路板)、顯示麵板、LED等（děng）多（duō）個行業的超快激光設備需求下滑，唯有（yǒu）晶圓、芯（xīn）片領域發展有所帶動。這一年的超快激光精密加工遇到了增長的挑戰，為了競爭有限的客戶，激光器和設備都（dōu）被迫（pò）選擇進一步降價，價（jià）格戰的陰影同樣影響（xiǎng）到超快激光（guāng）領域。

超快激光的（de）出路在於提高功率開拓更多應用場景（jǐng），百瓦級（jí）的皮秒未來會成為（wéi）標配，高重複率的（de）高脈衝能量激光器可以實現更強大的加工能力，譬如厚度達8 mm的玻璃切割和打孔。紫外皮秒激光適合在高度敏感材料上加工，幾（jǐ）乎沒（méi）有熱（rè）應（yīng）力，比如切（qiē）割高敏的醫療產品(如支架)。

突（tū）破口：激光切割8mm玻璃

超快激光加工迎（yíng）來了需求小年，但是這不會改變超快激光精密加工的趨勢。我國目前擁有龐大的（de）中低端（duān）的電子產品組裝（zhuāng）製造，到航空航天、生物醫療（liáo）、半導（dǎo）體晶圓等高端行業，都會產生大量零部（bù）件精密加工，激光的無接觸加工會是優選方案。