焊接市场空间大,激光焊接占比较小
焊接市场空间广阔,根据国家统计局数据,规模以上金属焊接切割厂商年收入合计达到475.46亿(2019年);
而我国激光焊接市场目前的体量较小。参考中国激光产业发展报告2019,激光加工设备市场在2018年达到605 亿;参考strategies unlimited,2017年激光焊接占整体工业激光器应用的比例为16%。则估算激光焊接设备的 体量约为97亿元(由于激光焊接在国外汽车产业应用更为普遍,因而这一估算可能偏高)。
3.3. 超快激光器:精密加工应用场景应运而生,快速增长的新兴市场
传统激光加工处理:起源于入射光子-受激电子-声子转化而成的热能,材料通过固态-液态-气态的三相热熔过程得到逐步去除, 并且其中的热扩散过程会影响加工处理的质量。
与纳秒及毫秒激光器相比,超快激光器虽然整体功率更低,但由于其直接作用于材料分子震动的时间尺度,在真正意义上实现了 “冷加工”,因此加工精度大大提高。
超快激光器的应用范围需要厘清,总结而言,其尤其适合脆性非金属材料加工(由波长决定,超快一般为紫外等)以及金属 薄片加工(超快也会有红外,目前成本较高)。
激光焊接:超快激光器使普通激光难以焊接的特殊材料,如玻璃、陶瓷等实现焊接技术革新和突破。
✓ 举例:飞秒激光玻璃焊接:电子元器件之间的微连接为大难题,传统的胶水粘合虽然可以实现多种材料之间的连接,但其易 老化、热解、易受热膨胀等缺点使得产品的可靠性难以保证;普通长脉冲激光的能量不易被玻璃吸收而且热膨胀易使玻璃碎 裂,并不适合微焊接玻璃等透明材料。超短脉冲激光与透明材料相互作用具有热效应小及非线性吸收的特点,非常适合透明 材料的微焊接,其原理是将高强度的飞秒激光聚焦在两块透明玻璃材料的分界面处,界面处的玻璃经历熔化以及再凝结等过 程,最终使得两块玻璃牢固的结合在一起。
✓ 激光切割:激光切割:超快激光器不断挑战业界最高水准的切割效率,切割质量优于其他激光,满足更多潜在行业的应用需 求。
✓ 举例:全面屏切割:传统切割方法的机械刀轮在异形切割时开始暴露出切割速度慢、精度低、存在较大毛边损伤等问题,激 光切割在上述方面优势明显,但仍然存在一定热影响,超快激光器的激光脉宽进一步缩短,可以使用更小的能量将玻璃切开, 从而对玻璃损伤更小。其他切割:面板制造中OLED偏光片的切割、LED晶片切割等。