那么,如何才能實(shí)現高端精密加工?如果你用過(guò)"最快的刀"、"最準的尺"、"最亮的光",就一定能猜到,是的,激光。
激光技術(shù)自問(wèn)世以來(lái),取得了飛躍的發(fā)展,其應用幾乎涵蓋所有工業(yè)領(lǐng)域,除輕工業(yè)、汽車(chē)、航空航天、動(dòng)力及能源行業(yè)外,正逐步向精細、微細加工領(lǐng)域拓展,有力推動(dòng)了電子制造、集成電路、通訊、機械微加工、醫療、牙科、美容儀器設備及新興應用的發(fā)展。
即便在全球經(jīng)濟低迷時(shí)期,激光市場(chǎng)依然表現良好,包括固體激光器、超快激光器等在內的激光技術(shù)在精密加工、微加工領(lǐng)域呈現持續增長(cháng)。
2017年全球各類(lèi)激光器銷(xiāo)售額近 120 億美元(數據來(lái)源:Laser Manufacture News),其中光纖激光器占全球激光器市場(chǎng)份額的51%以上。據不完全統計:2017年中國光纖激光器出貨量在10萬(wàn)臺以上,紫外激光器裝機量在9000臺左右。
從市場(chǎng)格局來(lái)看,國產(chǎn)品牌占小功率光纖激光器市場(chǎng)份額占比達70%以上,自主品牌出貨量超越國外品牌;中功率方面國產(chǎn)與進(jìn)口品牌各占半壁江山;高功率仍以國外進(jìn)口品牌為主。2017年激光切割機市場(chǎng)出貨量超過(guò)1.5萬(wàn)臺,其中國產(chǎn)接近1.3萬(wàn)臺,板材加工和3C消費電子領(lǐng)域激光加工市場(chǎng)貢獻率較大。
高精密加工技術(shù)推動(dòng)激光器市場(chǎng)發(fā)展
資料顯示,以"冷加工"技術(shù)為代表的高精密加工技術(shù)正在中國得到飛速發(fā)展,大大促進(jìn)了固體激光器、超快激光器在精細微加工領(lǐng)域如消費電子用芯片、高分子材料、軟硬電路板切割領(lǐng)域;精細打標如高分子材料和透明材料打標、特種金屬表面處理和3D打印領(lǐng)域的應用。
例如,手機、微處理器、顯示器、內存芯片等精密復雜的消費電子產(chǎn)品及組件都是由大量不同的異形、微型材料所組成,尤其需要高精密的加工技術(shù)支撐。在此情況下,超快激光技術(shù)便以其在精細加工、光束控制和光束傳輸技術(shù)等方面的顯著(zhù)優(yōu)勢獲得青睞。這一技術(shù)也成為未來(lái)成功制造更為復雜的消費電子設備的關(guān)鍵所在。
因而,超快激光提供了前所未有的極端制造與精密制造潛力,旨在攻克常規工藝難以實(shí)現的高、精、尖、硬、難等加工瓶頸。據業(yè)內人士表示,未來(lái)三到五年,消費電子市場(chǎng)對智能設備將提出更高的要求,目前比較流行的如VR、AR等新技術(shù)將會(huì )推動(dòng)超快激光器市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。
智能時(shí)代:激光與手機交融
手機無(wú)疑是電子消費品中當仁不讓的寵兒。隨著(zhù)手機市場(chǎng)競爭愈發(fā)激烈,手機制造業(yè)對產(chǎn)品自然也提出了更高的要求。據悉,約70%的手機加工制造環(huán)節都應用到激光技術(shù)(超過(guò)20種不同的工藝)及相關(guān)的制造設備。無(wú)論你肉眼能看到的,抑或不能看到的,激光的身影都以不同形式“穿插”其中。
尤其是隨著(zhù)近年來(lái)高功率、深紫外和超快激光加工等技術(shù)的發(fā)展,持續推動(dòng)了智能手機制造技術(shù)的飛躍。究其緣由,想必與激光工藝特性及手機精密制造需求息息相關(guān)。憑借其功率密度高、方向性好、清潔、高效、環(huán)保等眾多優(yōu)勢,激光加工在手機制造中取代傳統技術(shù)的趨勢也日益明顯。
例如,精密激光切割在加工智能手機的眾多結構元素,如Home鍵、藍寶石屏、tft液晶屏、AMOLED屏、玻璃蓋板、導電玻璃、音量孔、不銹鋼外殼、PCB電路板、柔性電路板、背蓋殼、以及其它薄膜材料和脆性材料等都是大有用武之地的技術(shù)。另外,如今電子元器件集成化要求越來(lái)越高、設計愈發(fā)傾向微小化,許多精細的深孔,如采用傳統加工方式便很難完成,激光鉆孔由此成為重要的工藝手段。激光聚焦光斑能在很小的區域內集中很高的能量,尤其適用于加工微細深孔,最小孔徑只有幾微米,孔深和孔徑比可大于50微米。同時(shí), 一部手機上隨處可見(jiàn)激光打標的影子,如:Logo、手機按鍵、手機外殼、電池、PCB、手機飾品以及手機內部的零部件等等。
精密加工需求正推動(dòng)以飛秒和皮秒激光器為代表的超快激光器在工業(yè)市場(chǎng)上獲得越來(lái)越廣泛的應用。兆瓦峰值功率、皮秒和飛秒脈沖寬度的超快激光器在3C產(chǎn)業(yè)(包括計算機、通信和消費電子產(chǎn)品如智能電話(huà)、平板電腦器件領(lǐng)域)等加工領(lǐng)域將獲得迅猛發(fā)展。
到2020年,超快脈沖激光器的市場(chǎng)規模有望超過(guò)15億美元。