激光器长期功率稳定性≤±1%，体积缩小45%，国产3D打印核心器件再获突破
时间:2024-06-27 11:40 来源:南极熊 作者:admin 点击:次
| 金属3D打印作为整个3D打印体系中最为前沿和最有潜力的技术，除了在航空航天、汽车、国防等领域持续深入应用之外，在小米、三星、OPPO、华为、苹果等厂商的带动下，进一步打开消费应用市场，不再只是“阳春白雪”。另一方面，随着国内厂商在产业链各环节的集中突破，特别是以杰普特为代表的激光器厂商持续发力，“国产化”已经成为3D打印产业的主基调。 全球3D打印市场进入高速增长期 根据增材制造研究公司（AMR，前身为SmarTech Analysis）发布的《2023年增材制造零部件生产：全球市场数据与预测》报告，预计到2032年，3D打印行业的规模将从2023年的188亿美元（约合1346亿人民币）迅速扩大至1190亿美元（约合8518亿人民币），这其中金属零件3D打印应用明显快速增长，且更加强调实际应用，而非仅限于原型设计或工具生产。 
金属打印技术的技术有很多，比较主流的有直接金属激光烧结（DMLS）、选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）激光工程净成型（LENS）等，其中SLM打印性价比相对占优，具备高致密度、高强度、高精度、高利用率的优势，同时成本相对EBM 和 LENS较低，技术发展成熟，是当前金属 3D 打印主流的解决方案。 金属增材制造产业链主要分为三个环节：产业链上游市场的参与者为原材料、核心硬件和辅助运营商提供金属粉材、丝材及配套软件等。其中核心硬件主要由主板、DLP光引擎、振镜系统、激光器等构成。 金属打印用激光器经历了几个发展阶段，主要有CO2激光器、YAG激光器以及光纤激光器。CO2激光器的本身输出波长很长，金属材料的吸收率较低，因此早期金属打印用的CO2激光器功率动辄几千瓦。YAG激光器能够输出1.06μm的波长，与金属的偶合效率高、加工性能良好，一台800W YAG激光器的有效功率相当于3KW CO2激光功率。后来随着光纤激光逐步被推向商业市场，YAG激光的弊端便不断显现出来，采用更加集成、电光转换率更高、性能更稳定的光纤激光便成为金属打印发展的一大趋势。 在金属3D打印产业发展早期，激光器主要依赖于国外进口，市场长期被国外厂商所垄断，主要原因在于国外厂商起步较早，激光器性能、稳定性等方面具有一定优势。时至今日，这一现象已经彻底改观。近几年国内光纤激光器厂商不仅在性能指标、市场占比等方面实现了对国外厂商的反超，更是通过不断“卷技术”，在一些应用领域定义技术标准，例如杰普特在动力电池领域的“0毛刺”工艺等。 在2024 TCT展会中，杰普特针对3D打印行业重磅推出新版500L/1000L激光器，从核心光源入手带来性能全面提升，为下游用户带来更加稳定、可靠的解决方案，助力国内3D打印产业进一步提升。 助力终端厂商破解关键难题 以目前市场最主流的选择性激光熔化（SLM）金属3D打印技术为例，其最核心的部件就是单模光纤激光器。想要实现高精密金属材料打印，激光器必须具备紧凑设计、高光束质量、高可靠性等特点。不同于切割等减材加工，金属3D打印技术随着工件体积及复杂程度的提升，往往需要激光器长时间连续工作，且不能出现功率衰减，任何小的变动都会对最终打印质量带来不利影响。这也是金属3D打印领域高品质激光器长期被国外厂商垄断的原因。 
△杰普特500L/1000L激光器
为了解决该领域关键难题，杰普特一直致力于用稳定可靠的激光器及闭环模组和优质的服务助力设备商性能提升及成本突破。在2024 TCT展会中，杰普特全新推出的500L/1000L激光器凭借更小的体积、更优的光束质量、更快的响应速度、更高的功率稳定性，必将成为设备厂商实现“国产替代”的最佳方案。 相对于旧款，杰普特新版500L/1000L激光器体积小约45%。其中，500L激光器还可以根据客户需求定制体积更小版本，最高相对旧款产品可缩小70%以上，极大程度地满足客户小型化集成的需求，符合当下行业“小型化”的主流趋势。 
另外，新款500L/1000L激光器通过优化光路方案，使其光束质量M2≤1.1，确保了3D打印过程中的高精度，输出方式QBH/QCS可选，输出光斑大小可定制，可适应不同客户需求。 
为了提升响应速度，新款500L/1000L激光器通过更改电容和芯片提高模拟量响应速度，调整电阻提高状态信号的负载驱动能力，状态信号的负载电流更高，可驱动更大额定电流的继电器。市面上常见的连续光纤激光器模拟量控制出光响应时间大于500μs，杰普特高配版机器模拟量响应时间在50μs附近，很大程度上压缩了响应时间，激光器也可实现在模拟量控制出光时的高频调制。 对于金属3D打印最为关注的功率稳定性，杰普特新款500L/1000L激光器具备实时功率反馈补偿功能，长期功率稳定性≤±1%，确保打印过程稳定进行，减小故障率。 基于以上特性，杰普特新款500L/1000L激光器已在齿科、模具、工业零件等领域批量使用，在客户现场经受住了实际应用的严苛考验，加快3D打印领域“国产替代”进程。 国家重点鼓励发展，3D打印大有可为 日前，国家发展和改革委员会产业司修订发布《产业结构调整指导目录（2024年本）》，自2024年2月1日起施行，涉及3D打印（增材制造）方向全部被列入鼓励类。 在《目录（2024 年本）》智能制造大类中，明确提出鼓励增材制造装备和专用材料：金属增材制造装备及专用材料，非金属增材制造装备及专用材料，生物增材制造装备及专用材料，激光器、电子枪、扫描振镜等关键零部件，增材制造专用软件，增材制造综合解决方案和生产服务。 此外，工信部等八部门近日联合印发《关于加快传统制造业转型升级的指导意见》，提出到2027年，我国传统制造业高端化、智能化、绿色化、融合化发展水平明显提升。而3D打印技术的应用，正成为传统制造业向智能制造转型的关键之一。据《中国增材制造产业发展现状与趋势展望》预计，2023-2027年我国3D打印市场规模有望从400亿增长至1000亿。 本次“第十届亚洲3D打印、增材制造展览会”上我们也可以清晰看出，在国家系列政策的鼓励之下，国内3D打印产业将迈入新的阶段，实现从量到质的飞跃。在这其中，国内光纤激光器领域的不断突破，为我国3D打印领域国产替代、降本增效、差异化竞争等都提供了强有力的保障。 作为中国首家商用脉宽可调高功率光纤激光器生产制造商，杰普特坚持“激光+”的定位， 深耕核心激光技术，聚焦激光核心模块，围绕消费电子、泛半导体、新能源、生物医疗、增材制造等重点领域，可为客户提供全品类、各波段、不同模式的光纤激光、固体激光、超快激光等产品，激光精密焊接、脆性材料精密加工、半导体模组检测及标刻、被动元器件、FPC/PCB 打孔等专用设备技术解决方案，为先进制造提供动力之源。 (责任编辑：admin) |