經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，激光器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)演變成了一個極具產(chǎn)業(yè)規(guī)模的高科技產(chǎn)業(yè)，而湖北也成為最重要的激光研究、制造、推廣和應用基地?，F(xiàn)對2015-2016年湖北地區(qū)激光切割行業(yè)概況及現(xiàn)狀分析。
工業(yè)激光切割發(fā)展現(xiàn)狀
大功率光纖激光器在銳科激光、武漢光電國家實驗室以及武漢北方光電，提高光纖激光器性能和輸出功率是他們的主要研究方向。研究目標是開發(fā)出切合實際的1-4kW光纖激光器，不斷開發(fā)高功率泵浦耦合器，通過增加光纖芯徑制造高功率激光合束器，生產(chǎn)出6kW光纖激光器，并開發(fā)10kW光纖激光器。他們還希望開發(fā)100W脈沖光纖激光器，1.5μm人眼安全、高峰值功率的摻鉺脈沖光纖激光器以及2μm摻銩光纖激光器。這些激光器具有重要的國防應用價值，如激光遙感和激光紅外技術等。武漢安揚激光技術有限責任公司研發(fā)的超快光纖激光器和高功率飛秒脈沖光纖激光器為光時分多路復用(OFDM)和激光微加工發(fā)展提供了理想的光源?！?br />
高功率、高光束質(zhì)量二極管激光器武漢凌云光電科技有限責任公司、華中科技大學以及銳科激光研發(fā)目的是開發(fā)光束整形、光束準直以及光纖耦合多陣列二極管激光器，并研究高穩(wěn)定性和高功率二極管激光器作為光纖激光器或其它應用的泵浦源使用情況。他們計劃開發(fā)1kW塑料焊接二極管激光器，進行表面處理的4kW二極管激光器以及用于切割和焊接的2-3kW高光束質(zhì)量二極管激光器。
激光切割
高功率二氧化碳激光器華中科技大學(HUST)已經(jīng)研發(fā)出了功率從200W到1kW的徑向偏振、快速軸流二氧化碳激光器。此外HUST還開發(fā)出了3kW射頻二氧化碳激光器，輸出功率為100W至3kW。
調(diào)頻和超快激光器的發(fā)展。華中科技大學、武漢華日精密激光有限責任公司以及武漢安揚激光技術有限責任公司開發(fā)出了一系列納秒全固態(tài)10W紫外線(UV)激光器以及等一系列10-50W皮秒激光器，功率為3~50W。現(xiàn)在，他們正在研究被動鎖模、固體激光腔、絕緣設計和脈沖選擇等課題。該激光器具有單偏振輸出，并且可以適用于發(fā)光二極管(LED)藍寶石切割。
高功率激光加工設備?；诟吖β?2-10kW)工業(yè)激光器的大型激光加工設備主要被開發(fā)應用于鋼鐵、石油、冶金、汽車、船舶、航空航天以及其他領域。應用技術包括高功率激光切割、鍍層、熱處理和焊接。武漢現(xiàn)在擁有10多個激光切割工廠，生產(chǎn)中等功率到高功率、小型到大型以及剛性系統(tǒng)到靈活系統(tǒng)設備。
主要應用于汽車和焊接機器人的激光器。武漢法利萊切割系統(tǒng)工程有限責任公司、奔騰楚天激光(武漢)有限公司、華工科技以及華中科技大學主要研究機器人激光加工系統(tǒng)在汽車行業(yè)的應用。遠程掃描和焊接技術充分利用單端和非接觸式激光焊接技術，并將這些優(yōu)點有與高速掃描透鏡結(jié)合，大大縮短焊接時間。
車門和底板激光遠程掃描和焊接系統(tǒng)的開發(fā)使用了連接到一個控制系統(tǒng)(控制6軸機器人和3軸振動反射鏡)的高功率光纖或碟片激光器，用于生產(chǎn)線的車輛底板遠程掃描和焊接，以及車門遠程掃描。此外還利用了遠程掃描、焊接質(zhì)量檢驗技術，以滿足3D車身焊接對高效定位的需要，并開發(fā)厚鋼板大幅面高速激光切割系統(tǒng)?！?br />
他們還能解決高功率、大幅面、即時多鉆(DOF)以及飛行光學CO2激光切割系統(tǒng)等技術問題，包括光傳輸(光束準直、等光程、聚焦、光穩(wěn)定);研發(fā)長懸臂、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、直線電機驅(qū)動的高速切削機床制造技術;控制系統(tǒng);先進的軟件技術以及系統(tǒng)集成技術等。從而導致國內(nèi)高端激光切割設備在船舶、鋼鐵、工程機械以及軍事工程應用的突破，并替代進口系統(tǒng)。
2016-2021年激光切割設備行業(yè)深度分析及“十三五”發(fā)展規(guī)劃指導報告顯示，目前正在大力開發(fā)光纖激光切割機，主要用于航空航天設備、船舶制造、儀器儀表、機電產(chǎn)品以及汽車制造應用等領域的金屬薄板切割?，F(xiàn)在的重點是開發(fā)用于汽車車身和航空航天領域高功率激光焊接系統(tǒng)的在線激光焊接設備。
航天應用混合焊接系統(tǒng)。華工科技、華中科技大學、奔騰楚天激光(武漢)有限公司以及武漢法利萊切割系統(tǒng)工程有限責任公司目前研究用于激光焊接的材料，如鋁、錳、銅以及鈦合金的技術。他們正在研究高強度鋁合金焊絲材料，并試圖在高強度鋁合金板10-20mm厚激光焊接技術領域取得進步。他們還研究有色金屬和中厚鋼板的高功率光纖激光焊接，以及用于MIG復合焊接和焊絲混合焊接技術?！?br />
高功率二極管激光加工。華工激光和團結(jié)激光正在研究綜合智能二極管激光表面硬化和再制造系統(tǒng)，以驗證距離、溫度、跟蹤和加工效果的智能控制。這可以用于汽車覆蓋件模具、礦機、煤機、石油化工機械以及發(fā)電機組(如下圖)的熱處理和大型機械組件的修復。
電子行業(yè)精密加工系統(tǒng)。華工激光、武漢凌云光電科技有限責任公司以及武漢三工光電設備制造有限公司正在研發(fā)具備較高的重復頻率、高峰值功率、短波和激光精密調(diào)節(jié)系統(tǒng)的短脈沖寬度的低平均功率工業(yè)激光精密加工設備，液晶顯示器(LCDs)激光精密修復系統(tǒng)、印制電路板精密激光修復系統(tǒng)、激光硅芯片切割劃片系統(tǒng)、紫外激光LED藍寶石襯底外延片切割以及一些關鍵技術和設備，如精密光柵、表面貼裝技術(SMT)模具、柔性印刷電路(FPC)切割、鉆孔技術(HDT)、激光微雕刻以及印刷電路板插座焊接等。
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