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涨知识 | 读懂激光微纳加工未来,这篇就够了~

发布日期:2020-11-09  浏览次数:49

2020年11月6日,第十四届全国激光加工学术会议于广州召开,150余家国内外高校、科研院所,以及应用企业近500位业内人士汇聚一堂,共话激光发展未来。

华工科技核心子公司华工激光精密事业群总经理王建刚应邀参加会议,并就“微纳加工的应用趋势”一题发表演讲,从行业应用和材料变化的角度切入,解读微纳加工广泛应用的必然趋势,深入分析现有技术和市场需求之间的差距,展望未来微纳加工发展方向。

 

 

激光正处在发展的“黄金年代”,工业激光领域增长的核心驱动力在于激光工艺对传统工艺的不断渗透和替代,由于工业市场对激光装备需求增长,又反向推动了激光工艺和技术进步,向高功率的宏加工和精密微纳加工两个方向前进的步伐明显加快。

激光微纳加工作为一种融合多学科、覆盖多领域的技术,可以满足大尺寸、高精度和高效率的加工需求,将成为未来激光加工发展的重要方向。


行业应用
3C行业:手机由移动终端向智能终端转移意味着手机功能性要求提高,手机模块高度集成化、轻薄化成为趋势;这种趋势带来的新材料和高精度需求使激光微纳加工优势显著。

显示面板行业:该行业市场上,全面屏、8k高分辨屏、弧面和折叠屏的需求与日俱增,面板向高密度显示、柔性化材料发展,大尺寸和高精度的加工需求亟待满足,而激光微纳加工能力已在OLED柔性屏切割、激光修复等方面得到市场验证。

 

 

5G通讯行业:无线射频层向着小型化、轻量化、高集成化发展,信号传输层高频低损材料的应用使微纳激光应用渗透急剧加速。

汽车行业:除了传统切割、焊接等工艺应用,5G车联网的应用场景下,电子显示、传感技术和节能技术都将运用微纳加工。

 

 

新能源行业:激光微纳加工在极耳切割、隔离膜切割等加工制程中发挥强大作用,满足提升电池能量密度和加工精度的要求。

航天航空行业:目前,航空发动机喷油嘴、涡轮叶片气膜孔的加工广泛应用到微纳加工,未来飞行器轻质化要求采用的纤维增强复合材料,将进一步促进微纳加工技术的应用。


加工材料
脆性材料:伴随3C、5G相关行业中,玻璃、陶瓷等材料向“更硬”“更脆”的方向变化,激光微纳加工已经替代传统加工方式,实现激光切割、打孔、焊接、标记、微纳结构和去除五项全激光的加工工艺,达到加工效率和效果双提升。

 

 

柔性材料:针对这种材料,大尺寸、高精度的激光微纳加工已成为不可或缺、甚至是唯一可行的加工工具,实现激光切割、钻孔、剥离、标记、退火和去除的全激光加工工艺,未来加工要求更高,微纳加工将不断优化。


前沿技术
激光微纳加工对于市场需求以及工业激光领域的增长有其必要性和发展上升性,但加工现状面临着三个矛盾:

加工尺度与加工精度之间的矛盾


加工效率与加工效果之间的矛盾


设备成本与售价之间的矛盾


解决方法
行业内正在积极探索解决上述矛盾的方法,多角度寻求解决方案:

利用高功率超快激光器加工:降低单瓦价格,提高加工效率,放眼未来三年内,千瓦级激光器将成为市场选择,逐步应用。

运用超高速激光扫描技术:从10米/秒提升至200米/秒的扫描加工速度,充分发挥高功率超快激光器的作用,提高加工效率。

运用激光的时空调控技术:通过可定制的激光束让高效率的冷加工成为可能,持续开发更高点数的并行加工技术,并加速批量应用。

运用光机电协同控制技术:通过振镜和直线运动平台以及精确到单位脉冲级别的光机电协同控制技术,满足大幅面、高精度、高动态的加工需求。

运用超快激光的光纤传输技术:百瓦级单模光子晶体光纤可极大提升微纳加工设备的易用性,未来还需提升功率和可承受的脉冲能量。

运用加工过程监控技术:精确控制加工过程的检测技术已应用于特定场景,要提高加工的一致性和可靠性,未来还需检测参数多样化。

 

 

华工激光作为全球领先的激光装备及智能制造方案提供商,从核心部件、激光光源、激光成套装备和智能制造四方面,构建全国最完整的激光加工产业链。

 

 

华工激光积极探索脆性材料加工领域完整的激光智能加工装备系列解决方案,包括脆性材料外形切割、脆性材料组装、脆性材料表面处理、脆性材料追溯和脆性材料缺陷检测等方面都加大了研发力度,以脆性材料加工领域的全套解决方案满足市场需求。