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激光穿孔
1、穿孔的难度
在切割的开始部位加工开始加工所需要的孔称做穿孔。板越厚，穿孔就越不稳定。可以说，板厚大于12.Omm的厚板切割中，发生加工不良现象的70%起因于穿孔不好。为了实施稳定的穿孔，在这里对穿孔的加工特性进行说明。
2、穿孔的原理
在穿孔过程中，贯通之前加工中产生的熔融金属堆积在被加工物表面上孔的周围。从发光后对被加工物表面加热过程，到缓慢加热进行穿孔作用，直至后的贯通是连续进行的。这个方法，如果板件厚度大于9.Omm，则穿孔时间就会急剧增加，但是孔径约为0.5mm，比切口窄，热影响也小。因此，如果增加加工能力，加大输出能量，熔融金属就很难全部从孔径上部排出，出现过度燃烧现象。CW条件是在被加工物表面的略微上方设定焦点位置，加工孔径，迅速加热的方法。虽然出现大量熔融金属，飞散到被加工物表面上，但却大幅度缩短了加工时间。
在穿孔的孔壁上也会出现吸收激光能量的现象。在穿孔加工过程中，照射的激光在穿孔中多重反射，边被吸收边向下传播。为了缩短穿孔时间，就要补充被孔壁吸收而
被减弱的能量，即在穿孔过程中有必要增加输出功率。而且，为了减少对孔壁周围的热影响，要在增加输出功率的同时，尽可能的缩短穿孔时间，减少激光对孔壁周围的照射。
3、 对付穿孔中出现缺陷的四个原则
穿孔过程中出现缺陷时，有必要对各种现象进行原因分析和找出处理方法。
（1）缺陷发生的瞬间
要确认是在穿孔的过程中，还是在穿孔结束后开始切割时发生的缺陷。如果是穿孔过程中发生的，则根据穿孔开始或者穿孔过程中条件切换时的具体情况，来修正发生问题的输出功率和气压条件。如果缺陷发生在穿孔结束之前，那是因为贯通之前切换到切割条件，有必要延长穿孔时间。
如果切割开始时发生加工缺陷的现象，那是因为在孔的表面周围堆积的熔融金属部位难以通过，所以有必要在开始位置设定脉冲条件或低速条件。
（2）缺陷产生的位置
如果在加工平台的特定位置，集中出现穿孔缺陷，那是因为激光光轴和喷嘴中心偏离。这需要调整光路偏离。
如果穿孔位置过于集中或者是在切割线路的附近进行穿孔，由于加工位置温度过高，也会造成穿孔缺陷。温度越高，缺陷的发生率就越大。因此有必要研究加工顺序，改善程序尽量沿着尚未过热的线路进行穿孔和切割。
（3）发生穿孔不良的时间
随着加工时间的推移，加工不良的发生次数只见增加不见减少时，其原因可能是发振器故障引起的输出功率变动。如果增加冷却时间就能恢复的话，其原因可能是光学部件热透镜的作用引起的。这种情况下就需要维修光学部件，并与供应商联系。
（4）发生穿孔不良的材料
对于发生穿孔不良的材料，要确认过去是否进行过良好加工，确认记录很重要。如果有过去加工的记录，就不需要调整加工条件，可以认定是加工机和光学部件的缺陷，进行检查找出原因。
4、适当的穿孔条件
被加工物的厚度越厚，穿孔时间在整体加工时间中所占的比例就会增加，对缩短穿孔时间的要求就会提高。对穿孔时间缩短有效的加工条件参数是脉冲峰值输出功率和脉冲波形及平均输出功率。
5、 防止在对不锈钢进行穿孔时出现须状物
在切割不锈钢时，孔表面周围会留下飞散须状的金属熔渣，在镜面及条纹表面材料上会出现划伤。而且，须状金属熔渣与静电感应式加工头的喷嘴发生接触时，会出现对焦异常的报警。
6、 高反射材料穿孔时的注意事项
在切割铜、纯铝等高反射材料时，需要在被加工物表面涂抹光束吸收剂。光束吸收剂不仅有提高加工能力的效果，而且从安全的角度上也有反射的作用。加工条件需要降低脉冲频率，提高脉冲峰值的每1个脉冲能量。而且通过气体压力，使熔融金属挤入板件内部，提高加工能力的效果。

国内激光产业现状及应用产业链分析
世界上台激光器诞生于1960年，我国也于1961年研制激光器，距今已有半个世纪了。50年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域，比如光电技术，激光与生物光子学、激光加工技术、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、非线性光学、**快激光学、激光化学、**光学、激光、激光制导、激光分离同位素、激光可控核聚变、激光等等。
这些交叉技术与新的学科的出现，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。经过近50年的艰苦努力，我国激光技术研究获得重大突破，激光产业也从无到有，我国激光加工产业一直呈指数增长，成为我国科学技术应用领域中活跃的产业之一。
目前，全国共有5个激光技术研究中心，10多个研究机构；有21个省、市生产和销售激光产品，常年有定型产品生产和销售、并形成一定规模的单位有200多家。
目前国内激光企要集中在湖北、、江苏、上海、和广东(含深圳、珠海特区)等经济发达省市。已基本形成以上述省市为主体的华中、环渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲激光产业群，激光晶体、关键元器件、配套件、激光器、激光系统、应用开发、公共服务平台已形成较完整的激光产业链。
激光应用主要分为工业、、商业、科研、信息和军事六个领域。我国激光加工产业规模十几年间增长了近500多倍。在工业激光应用中，主要有材料加工和测量控制两大类。
激光材料加工则是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行激光切割、激光焊接、激光表面处理、激光打孔、激光微加工和激光标刻。
激光材料加工技术是涉及到光、机、电、算、材料及检测等多门学科的一门综合技术。发展激光技术，推动激光应用，我们不能只从某一方面来谈，而是要综合这些学科全盘考虑。为了便于描述和研究，抓住典型，我们以激光产业链为主线索来谈激光技术的发展，但激光产业链也还是一个大课题，我主要分析工业激光应用系统的产业链。
工业激光应用系统的产业链应该由下面四个方面组成：激光应用、激光加工系统、激光器和激光配件。可以看到，每一个激光应用领域都可以形成一个产业链，每一个产业链一定包括激光加工系统、激光器和激光配件。现在，成熟的激光产业链应该是工业激光应用的产业链，它包括激光切割产业链、激光焊接产业链、激光打标产业链、激光表面处理产业链、激光打孔产业链等等。
所以任何一个小的产业链都有它自身的发展过程和特点，该链中的每一个环节都很重要，任何一个环节发展不充分或发展滞后，这个产业链就不完整，就很难得到蓬勃发展。
目前国内有很强的激光切割机生产能力，包括设计制造切割系统、导光系统工作台运动系统及其关键零部件，也有很强的软件开发能力，生产高功率二氧化碳激光切割机典型企业包括武汉法利莱、楚天激光、上海团结普瑞玛、深圳大族等，但切割机中的二氧化碳激光器和聚焦镜则大部分依靠进口，切割机中几乎一半的成本是激光器，所以我们基本上是在中国“打洋工”，很大部分利润被外国公司拿走了。
就高功率二氧化碳激光器的功率指标来看，武汉科威晶可以生产高达4kW的激光器和正在开发7kW激光器，南京东方可以生产4kW激光器，南京通快可以生产3200W激光器。
但这些公司含有合资或引进国外技术的成分，激光器中的关键零部件也是依靠进口，比如风机和谐振腔镜片等。在低功率二氧化碳激光切割应用中，我国是产销量大的国家，不仅**国内市场，并且大量出口，形成了成熟的中小功率二氧化碳激光切割机产业链，包括系统集成、激光器生产和相关的激光配件。
典型厂家有武汉众泰、三工、金运、东莞粤铭、济南金威刻等，但我们的产品也是以低端的直流激励的玻璃管二氧化碳激光器为主，价格低，品质一般，而的射频激励二氧化碳激光器只有南京晨锐达一家可以生产和供应市场，但产量很小，高功率只有50W。
值得庆幸的是，与之相关的激光配件如光学元器件、运动系统和控制软件等已经相当成熟。
高功率Nd:YAG激光切割是近年来中国激光产业发展较快的一个新型产业链，主要动力来源于薄钢板切割和高功率Nd:YAG激光器发展的相对成熟。
在5mm以下钢板切割中，使用固体激光器切割机整体投资较低，适合中小企业自主采购。现在主要用的是500W脉冲固体激光器，该激光器相关的产业如激光电源、金属和陶瓷泵浦腔等也发展比较成熟，质量也已达到产业化要求。
激光器和配件的主要厂家有武汉新特、中谷、华泽宏大等，典型激光切割机厂家有武汉华俄、奥华、华工激光、天琪、金运、广州瑞通等，武汉在全国具有优势，在开发生产高功率固体激光器和切割机的厂家也比较多。主要元器件都是国产的，所有产品在价格上很有优势。目前，攻关主要是在高功率下怎样获得高光束质量和高峰值功率，以便取得更好的切割质量。

刀片模切打样机与激光打样机，哪个更合适你？
在获得每一个订单之前，初的环节就是打样。倘若打样环节得不到客户认可，那么这订单肯定就不属于我们了，所以打样这个环节就显得尤为重要。而模切打样机也是我们在打样过程中接触得较多的设备了。
模切打样机主要用作解决大批量模切之前的打样定版和免刀模小批量裁切工作，是生产中必不可少的设备，也是模切傅的利器。其中刀片模切打样机与激光打样机是模切生产中两种常见的打样设备，今天和大家一起来看看这两个有什么区别？我们又该如何选择？
01
刀片模切打样机
刀片模切打样机是通过切割刀片来切割模切样品的外形，可以切割电子行业的绝缘材料、光电材料、屏蔽材料、粘胶制品等的打样和免刀模小批量生产。可以加工1.5mm厚绝缘材料、光电材料、屏蔽材料、粘胶制品，厚2mm的电子材料。
M刀片模切打样机的优点：
1、与刀模相比节省昂贵的开模费，重新试样方便；
2、与激光打样机相比：
切割后材料边缘不会发黑、碳化；
切割比较薄的材料时不会烧焦；
可以切割铜箔、铝箔、导电布、麦拉胶、光学材料等激光难加工的材料；
3、切割速度快、成本比较便宜。
M刀片模切打样机的缺点：
1、加工速度较慢，无法满足规模化生产。
2、由于使用刀片切割加工，直径小于0.5mm的小圆和R角无法加工。
3、不适合裁切软性的材料，加工时会变形或走位。
02
激光打样机
激光打样机用非热能的激光束对客户的材料模切成型，从而达到定制的形状和尺寸。适合于做双面胶类、泡棉类、防尘网、PVC、保护膜、导电布等。对于某些模切做不了的加工，比如小产品、微孔、形状，激光机也可以实现。
M激光打样机的优点：
1、与传统的模切方式相比，激光模切取消了模切版等硬件，减少了该部分的生产成本；
2、由于不涉及制版，因此生产周期大大缩短；
3、具有防伪功能；
4、切割的度高；
5、消除机械震动，大大改善工作环境、节省空间。
M激光打样机的缺点：
1、成本偏高；
2、激光模切会产生一定的烟雾，要通过安装保护罩解决；
3、切割速度较慢，不适合大批量的生产；
4、易导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形。

激光加工新应用
激光加工技术解决航空发动机火焰筒工艺难题
火焰筒是航空发动机燃烧室的主要组成部件，也是发动机重要的受热部件之一，燃油和压缩空气在火焰筒内混合燃烧，将燃油的化学能转化为热能。
随着航空发动机性能不断提升，航空发动机燃烧室进口温度也随之不断提高，为**火焰筒在端高温环境下稳定持续工作，必须对其进行冷却降温，通过在火焰筒合金材料上涂覆涂层并结合气膜冷却的方式是目前采用的主要手段之一。
对于带热障涂层火焰筒气膜孔的加工，国内通常采用先打孔再涂覆涂层的方式，存在涂层材料沉积导致孔径缩随机性小等问题；而采用长脉冲激光加工带热障涂层火焰筒气膜孔，又存在涂层表面飞溅、烧蚀、涂层崩边等缺陷，严重影响火焰筒的工作寿命。
针对以上工艺难题，光机所克服了一批核心技术、关键工艺及整机系统集成技术，研发的基于机械臂的柔性火焰筒**短脉冲激光精密制孔设备及加工工艺，在国内率先实现了带热障涂层火焰筒异形气膜孔一次性制孔，并从根本上解决了诸多技术难题，为带热障涂层发动机火焰筒气膜孔制造提供了全新加工手段，对于加快我国商用航空发动机自主化进程具有重要的支撑意义。
激光加工技术在手机摄像头模组行业中的应用
如今，智能手机朝着轻薄化发展，手机摄像头模组也越做越小，如何加工处理这种微型元器件成为掣肘发展的重要环节。而激光加工技术是微精密加工领域的重要工具，加工精度高，可对各类型元件加工，特别是在摄像头领域中。
手机摄像头模组中的PCB电路板由FR4和FPC组成的软硬结合板，也有一些使用的是纯硬板或者软板。激光技术应用到这个板块中主要是针对FR4激光切割和FPC激光切割技术，另外一种激光工艺技术就是在FR4或是在FPC上对其进行二维码激光打标技术。
激光达标技术主要应用到摄像头芯片表面打标，通常都是标记出企业的logo以及产品的相关信息，起到宣传和下游环节管理、操作简便的作用。随着产品的进步，内部追溯系统的应用导入，芯片表面二维码激光打标技术也越来越流行。
托架上有链接导电模块，里面的导电金属模块区域小、非常薄，采用激光焊接技术能够有效的加强焊接牢固度，提升到导电性能，并且不会使其损伤。
摄像头模组中的玻璃属于**薄玻璃，加工过程中不仅仅是不能使其碎裂，而且要保证其强度和崩边率，采用激光加工技术的优势在于加工速度快，崩边小，良品率高。
镜头、马达中的激光打标技术主要是在其表面或者边缘标记处小于0．5＊0．5mm的二维码，起到防伪、追溯等作用。
一个小小的摄像头模组就有那么多的激光工艺技术应用到其中，可见激光技术作为一种工艺技术的重要性。
激光加工开启工艺替代
效率精度优势显现，激光加工开启工艺替代。激光加工属于无接触加工，可通过调节激光束的能量、移动速度等方式实现多种加工目的。在高硬度、高脆性、高熔点等应用场景，激光加工的优势更得到**体现。
目前，激光加工主要包括激光打标、激光切割、激光焊接等，由于其生产效率高、生产环境要求低、加工精度高等优势，激光加工将会逐步取代传统的等离子切割、火焰切割等工艺。特别在传统金属加工领域，除了传统的金属切削机床外，激光加工与传统的冲床工艺在部分应用领域亦有所重叠，未来替代空间较大。
大功率激光设备国产化突破，性价比优势凸显开启进口替代。光纤激光器是光纤激光设备的核心零部件和主要成本来源。2016年，本土激光器企业在低功率市场已占85％，在率市场亦已占比近60％，但在大功率市场的占比尚不足10％。
和2012年相比，2016年进口中低功率光纤激光器降价**50％，但高功率激光器价格稳中有升。伴随着国产激光器主要企业如锐科激光等的持续技术突破和产品创新，国产大功率激光器已经逐步覆盖了1000W－10KW功率范围，并在向更高功率的应用突破。
我们认为，国产大功率激光器正迎来进口替代的拐点，国产激光器的推出有望大幅降低激光设备原材料成本，对IPG等国际成员形成价格冲击，从而降低下游应用成本，下游应用需求快速提升，国产大功率激光设备行业有望复制中小功率激光设备的发展历程，成为激光设备行业新的增长。
对标国外成员，本土企业加速追赶。激光发生器领域，美国IPG仍是****，公司近年来保持较高速增长，尤其是大功率连续波激光业务2019年达到8．67亿美元，同比增长50％，但由于市场竞争激烈，IPG中小功率激光器整体增长缓慢；而IPG**过40％的业务来源于中国市场，客观说明中国市场庞大的需求；激光加工设备领域，德国通快作为****，2016年营业额**过30亿欧元，但是公司在中国市场的份额却因为大族等本土企业的快速崛起而呈现下降趋势。随着本土激光设备特别是大功率激光设备产业链的逐步完善，占据市场、服务优势的本土企业将加速追赶国外成员。
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