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创鑫激光:创激光“中国芯” 为激光赛道注入生命力

2022-07-11潘慧

广东科技 2022年6期
关键词:中国芯高功率激光器

文/潘慧

[导语]

深圳市创鑫激光股份有限公司(以下简称“创鑫激光”)是国产光纤激光器制造商的龙头之一,专业从事光纤激光器的研发、生产和销售,并实现了泵源、合束器、光纤光栅、隔离器、激光输出头、剥模器、声光调制器、模式匹配器等光学器件自主生产。近年来,公司率先推出高功率及超高功率激光器多款产品并实现工业化,是引领激光产业不断走向高端化、高效率、高水平的主力军。

两大动力 完成“从0到1”的跨越

《广东科技》:公司成立的契机是什么,为什么会将激光作为发展的主要方向?

创鑫激光:2004年,创鑫激光从为科研院所定制光学器件及光源产品起家,至2008年,研制出10W、20W 脉冲光纤激光器,在激光器领域完成了“从0到1”的跨越。这个转变有两大动力在推动。

创鑫激光产业园鸟瞰图

创鑫激光大门

一个动力是公司创始人的理想。在当时国外品牌主导并掌握话语权的情况下,激光作为舶来之物,国内诞生一家激光器品牌的门槛很高,研发水平、研发周期、培育市场的能力等因素都充满挑战,创鑫激光完成从核心光学器件到激光器的转变,从激光“中国芯”品牌定位,看出公司在当时想做中国人自己的激光器品牌。与此同时,创鑫激光也提出了“科技普惠大众”的使命,源于当时激光产品的使用门槛高,激光器价格高居不下,整个激光行业的产能、规模只有几十亿元,只有少数大中型企业或外企尝试使用激光工具作为生产手段。创鑫激光的崛起离不开中小客户支持,同时我们的客户中也有不少是与我们合作多年、共同成长起来的。创鑫激光的发展过程也见证了2010至2019年中国激光“黄金十年”。在这十年里,中国激光产业从不到80亿元增长到超过1000亿元,目前全国拥有超过8000家大小激光企业。

另一个动力是创鑫激光核心元器件垂直整合能力成熟,有条件去做激光器的研发。公司是国内最早实现核心器件到激光器垂直整合的厂家,从只有几个试验品销售,到2016年脉冲光纤激光器市场占有率全球第一;从攻克了国外垄断的高精尖光纤激光器技术,到实现量产。

开创万瓦先河 树立国产超高功率工业激光器的旗帜

《广东科技》:近年来,公司在激光方面取得了哪些主要成果,其优势和亮点是什么?取得了哪些技术突破,产生的经济和社会效益如何?

创鑫激光:创鑫激光超高功率激光器,比如25kw、40kw 等产品都是在业界率先推出,在国内成功开创了万瓦先河,担起了国产超高功率工业激光器的旗帜。此外,创鑫激光焊接、精密钻孔、激光清洗、增材制造等产品和激光解决方案相继进入新行业。

在高功率产品研制及超高功率产品开发方面,我们攻克了关键器件及高功率单模块的技术瓶颈,实现了90%以上元器件自产,如泵浦合束器耦合效率大于98%;光纤光栅采用独特载氢增敏技术,温升系数小于0.005;万瓦级LOE 输出头一体化专利设计;合束模块化设计、智能化监控,激光合束效率大于99%。这些技术指标赶超对手,使公司向智能化自动化迈进。近年来,公司在中高功率产品取得业绩增长。一是在单模块4kw、5kw,多模25kw、40kw 等新品的基础上,推动产品创新进入新高度,提供世界级的产品服务及解决方案。二是深入终端市场,以客户需求为中心,加大应用方面的前沿探索,提供高性能、高品质的技术方案。三是产品出海,我们拥有全球高性价比的激光器,为大多数的国家提供具有专业、完善的解决方案和技术支持。

万瓦激光器产品样品

万瓦激光器速度指标

公司先后承担了广东省科学技术厅“广东省光纤激光器及其核心器件工程技术研究中心”和“用于精密金属3D 打印装备的关键零部件光纤激光器及其产业化研究”项目、深圳市科技创新委员会“45000W 超高功率多模连续光纤激光器研发”技术攻关项目、深圳市科技创新委员会“深圳中高功率光纤激光技术工程实验室”项目等科研项目。

2016年中功率激光切割市场开始爆发,到2020年激光进入了万瓦级切割时代。激光应用可以渗透到广泛的行业,激光加工具备智能制造的先天优势,尤其在加工效率、加工效果等方面表现出明显的优势,符合智能制造的大方向,而制造业转型升级将推动激光加工对于传统加工的替代。

从市场渗透率来看,低功率光纤激光器市场中,国产激光器市场份额高达99%。2013年,我国中功率光纤激光器国产渗透率为16.67%,2020年渗透率已提升至61.19%,国内市场竞争激烈。2013年,国内高功率光纤激光器渗透率为0.80%,至2020年渗透率升至57.58%。以创鑫激光为代表的国产激光品牌,不断推动从小功率到高功率、超高功率国产化,中低功率的光纤激光器基本完成了国产化进程,不断推动国内激光行业形成激光晶体、关键元器件、配套件、激光器、激光系统、应用开发、公共服务平台等环节的发展。中国激光产业经过十多年的工业化发展,也已形成完整、成熟的产业链分布。

《广东科技》:公司围绕激光的研发及产业化发展开展了哪些工作?如何与相关高校和科研机构进行产学研合作?

创鑫激光:公司研发中心由总经理直接领导,主导新产品、新技术、新工艺及产业化技术攻关,开发具有自主知识产权且对公司产品技术创新具有重要作用的关键性和前瞻性技术,从而提升产品性能和稳定性,丰富产品线,强化在行业内的竞争力。研发中心还负责与高等院校、科研院所针对前沿激光技术开展技术交流,共同推动激光应用国产化进程。研发中心下设产品规划委员会和技术评审委员会,全面负责新技术和新产品的研发项目立项、开发计划制定、开发验证和制造验证实施。

公司设有广东省光纤激光器及核心器件工程技术研究中心、深圳市企业技术中心、深圳中高功率光纤激光技术工程实验室、博士后创新实践基地、院士专家工作站等研发平台,在国内激光器行业具有重要影响力。

双轮驱动 力推国产激光器板块更上一层楼

《广东科技》:请介绍公司研发的产品有哪些,主要应用于哪些领域?与同类产品相比,有何竞争优势?产品的销售状况如何?接下来,将开发哪些新的产品?

创鑫激光:2021年年底,创鑫激光提出MAX inside,作为激光器厂商尝试驱动构建流畅的产业协同生态,加快打通上中下游器件、激光器、激光设备及配套产业链,建立激光生态圈层,开放资源合作。创鑫激光推出了一体化智能万瓦切割方案:12kw 单模块创鑫万瓦激光器将首次配备自有万瓦切割头和万瓦系统。这是目前激光加工领域全球第一款激光综合解决方案,是在软件深度开发下将激光器的性能与切割头切割能力匹配适应各种加工环境。

按照创鑫激光一体化智能万瓦切割方案,加工不锈钢12mm以内切割速度整体提升10%左右,厚板与多模12kw 速度保持一致;不锈钢断面效果更好,断面更细腻,分层现象更轻微;单模块12kw 激光器采用976+915双波长集成,功率稳定性好,效率高;芯片使用寿命10万小时,1000小时功率衰减小于3%,运行稳定,各项设施公差标准统一,均在匹配范围之内;加工因板材更换、气压波动等外界环境的微调,均不会对应用结果产生影响。三合一产品在公司集成安装发货,到客户现场只需要连接机床设备,基于万瓦参数难调的痛点,对于终端加工工艺进行大数据处理后,对不同板材不同厚度的参数进行综合匹配形成工艺库,让用户面对各种切割需求可以一键操作,迅速达成生产加工目标,减轻一线工程师加工压力并大幅提升效率。

一体化智能万瓦切割方案搭载标准化硬件、内置一致性拉通的软件,实现可多平台互通以提升集成效率,将极大释放激光器厂家的行业发展韧性,不再拘泥于某一行业或单一场景,实现在不同行业、不同工序、不同加工要求之间的切换,在真正意义上实现“激光是21世纪最好的工具”。在这一主导研发思路的指引下,创鑫激光于去年年底推出了全球首款12kW 三合一产品,未来还将会推出不同功率不同参数的三合一产品去适配客户的需求。这一策略促进了国产万瓦的快速成长。一旦硬件研发和系统运维之间相互反哺,这样的双轮驱动会让整个国产万瓦甚至国产激光器板块进化到更高的层级。

《广东科技》:未来,公司有着怎样的发展目标、规划?

创鑫激光:创鑫激光作为国内头部激光器品牌唯一一家民营企业,始终秉承务实和高效的做事原则。未来,我们的平台化智能化战略会进一步开放,对于上游器件和周边配套一直都是遵循“效率优先、资源共享”的原则,欢迎更多的上下游伙伴企业一起去做大做强,打造激光生态圈层互惠互利,践行“科技普惠大众”的初心。我们始终追求共赢发展。做激光事业不光有初心还要用心,我们作为激光器厂家往往冲在最前面,去洞察市场发展、去了解终端用户的痛点、去打磨解决方案适配场景、去倒逼上游器件技术工艺变革,甚至牺牲自身利润去辅佐合作伙伴,给激光这条百亿元产业赛道注入生命力。

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