根據(jù)光學(xué)衍射和散射的原理，從激光器發(fā)出的激光束經(jīng)顯微物鏡聚集，針孔濾波和準(zhǔn)直后，變成直徑約10mm的平行光束，該光束照射到待測(cè)的顆粒上，就發(fā)生了散射，散射光經(jīng)傅立葉透鏡后，照射到光電探測(cè)器上的任一點(diǎn)都對(duì)應(yīng)于某一確定的散射角，光電探測(cè)器陣列由一系列同心環(huán)帶組成，每個(gè)環(huán)帶是一個(gè)獨(dú)立的探測(cè)器，能將投射到上面的散射光線形地轉(zhuǎn)換成電壓，然后送給數(shù)據(jù)采集卡，該卡將電信號(hào)放大，再進(jìn)行AID轉(zhuǎn)化后送入計(jì)算機(jī)。激光粒度儀依據(jù)全量程米氏散射理論，噴霧激光粒度分析儀充分考慮到被測(cè)顆粒和分散介質(zhì)的折射率等光學(xué)性質(zhì)，根據(jù)激光照射在顆粒上產(chǎn)生的散射光能量反演出顆粒群的粒度大小和粒度分布規(guī)律。
噴霧激光粒度分析儀激光光源一般選用2mW激光器，功率太小則散射光能量低，造成靈敏度低；另外，氣體光源波長(zhǎng)短，穩(wěn)定性優(yōu)于固體光源。檢測(cè)器因?yàn)榧す庋苌涔猸h(huán)半徑越大，光強(qiáng)越弱，極易造成小粒子信噪比降低而漏檢，所以對(duì)小粒子的分布檢測(cè)能體現(xiàn)儀器的好壞。檢測(cè)器的發(fā)展經(jīng)歷了圓形，半圓形和扇形幾個(gè)階段。拆卸、清洗是否方便：粒度儀分為主機(jī)和分散器兩部分。而樣品流動(dòng)池總是需要定期清洗的，清洗間隔視樣品性質(zhì)而定。將主機(jī)和分散器合二為一的儀器往往將樣品池深置于儀器內(nèi)部，取出和拆卸均很繁瑣，且極易碰壞光路系統(tǒng)。
噴霧激光粒度分析儀軟件功能
1．2種分布模型：Rosin－Ramler分布、多峰分布
2．2種測(cè)試報(bào)告模式：普通測(cè)試報(bào)告、統(tǒng)計(jì)測(cè)試報(bào)告
3．2種累計(jì)分布方向：從小到大、從大到小
4．2種語(yǔ)言測(cè)試報(bào)告：中文、英文
5．?dāng)?shù)據(jù)錄入功能
6．測(cè)試報(bào)告可導(dǎo)出為excel格式或其他文本格式
7．可同時(shí)打開(kāi)多個(gè)測(cè)試報(bào)告，進(jìn)行不同測(cè)試報(bào)告數(shù)據(jù)間的比對(duì)
8．測(cè)試報(bào)告項(xiàng)目可根據(jù)行業(yè)要求即輸即改，比如特征粒徑、特定粒徑值等項(xiàng)目，并可設(shè)置為固定報(bào)告格式。
噴霧激光粒度分析儀多少?zèng)Q定著對(duì)應(yīng)各特定角處獲得的光能量的大小，各特定角光能量在總光能量中的比例，應(yīng)反映著各顆粒級(jí)的分布豐度。檢測(cè)器因?yàn)榧す庋苌涔猸h(huán)半徑越大，光強(qiáng)越弱，極易造成小粒子信噪比降低而漏檢，所以對(duì)小粒子的分布檢測(cè)能體現(xiàn)儀器的好壞。檢測(cè)器的發(fā)展經(jīng)歷了圓形，半圓形和扇形幾個(gè)階段。
噴霧激光粒度分析儀特點(diǎn)：
1、噴霧激光粒度儀動(dòng)態(tài)范圍寬，重復(fù)性好，操作簡(jiǎn)單方便。專利設(shè)計(jì)的探測(cè)器陣列，保證了各種粒度顆粒散射信號(hào)的有效接收，從而保證了對(duì)寬分布的樣品測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確。
2、儀器功能強(qiáng)大，既能測(cè)試納米級(jí)粉體又能測(cè)試微米級(jí)粉體，兩種測(cè)試功能只需點(diǎn)一下鼠標(biāo)，幾秒鐘就實(shí)現(xiàn)快捷轉(zhuǎn)換。
3、噴霧激光粒度儀集光學(xué)、電路、樣品池、超聲波分散、攪拌循環(huán)、全自動(dòng)清洗一體化，電腦控制下自動(dòng)對(duì)中校零。測(cè)試時(shí)樣品在管道內(nèi)流動(dòng)的時(shí)間短，避免了樣品分散后的分層和重新團(tuán)聚，從而保證儀器重復(fù)性、穩(wěn)定性好。
4、具有2種進(jìn)樣系統(tǒng)可選，滿足您的各種測(cè)試需求。2種進(jìn)樣系統(tǒng)能方便地互換，包括普通型、微量型。
5、用戶可根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的數(shù)據(jù)處理方法和分布模型。
6、儀器包含多種分布模式，有自由分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布、R－R分布等，可以滿足不同樣品的測(cè)試和對(duì)比的需要?，F(xiàn)在激光粒度儀的實(shí)際結(jié)構(gòu)已經(jīng)起了很大的變化，但原理一樣。
噴霧激光粒度分析儀基于光子相關(guān)光譜技術(shù)，以大動(dòng)態(tài)范圍高速光子相關(guān)器為核心器件，采用顆粒粒度反演算法新研究成果，因此具有準(zhǔn)確度高、重復(fù)性高的特點(diǎn)，噴霧激光粒度分析儀采用高速數(shù)字相關(guān)器和專業(yè)的高性能光電倍增管作為核心器件，具有快速、高分辨率、重復(fù)及準(zhǔn)確等特點(diǎn)，是納米顆粒粒度測(cè)定的首選產(chǎn)品。
噴霧激光粒度分析儀采用動(dòng)態(tài)光散射原理和光子相關(guān)光譜技術(shù)，根據(jù)顆粒在液體中的布朗運(yùn)動(dòng)的速度測(cè)定顆粒大小。小顆粒布朗運(yùn)動(dòng)速度快，大顆粒布朗運(yùn)動(dòng)速度慢，激光照射這些顆粒，不同大小的顆粒將使散射光發(fā)生快慢不同的漲落起伏。光子相關(guān)光譜法就根據(jù)特定方向的光子漲落起伏分析其顆粒大小。因此本儀器具有原理先進(jìn)、精度極高的特點(diǎn)，從而保證了測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性和有效性，是納米激顆粒粒度測(cè)定的儀器。
噴霧激光粒度分析儀目前人們經(jīng)過(guò)研究得出以下結(jié)論：
1、測(cè)量小于1mm的顆粒時(shí)，必須使用米氏理論；
2、測(cè)量大于1mm顆粒時(shí)，如果儀器的測(cè)量下限小于3mm，則儀器仍然要用米氏理論，否則在粒度分布的1mm附近會(huì)“無(wú)中生有”一個(gè)峰；
3、噴霧激光粒度分析儀可以使用的衍射理論的條件是：儀器的測(cè)量下限大于3mm，或被測(cè)顆粒是吸收型的，且粒徑大于1mm；
4、作為一臺(tái)通用的激光粒度儀，只要其測(cè)量下限小于1mm，不論它用來(lái)測(cè)量大顆粒還是小顆粒，都應(yīng)采用米氏理論。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-28
中國(guó)3D打印行業(yè) 2023年市場(chǎng)規(guī)模將破百億美元
2017年中國(guó)3D打印行業(yè)發(fā)展規(guī)模
中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展二十年左右，如今已然成為國(guó)內(nèi)各大企業(yè)爭(zhēng)相投資的熱點(diǎn)，并被多家媒體和業(yè)界人士標(biāo)榜為“第三次工業(yè)革命”的領(lǐng)頭羊。然而“盛名之下，其實(shí)難副”，在3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼的今天，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初始階段。雖然潛力巨大，但市場(chǎng)規(guī)模仍然較小，在商業(yè)模式、產(chǎn)品耗材、與傳統(tǒng)工業(yè)結(jié)合等多個(gè)方面，都有待進(jìn)一步探索。
目前，國(guó)內(nèi)的3D打印主要集中在家電及電子消費(fèi)品、模具檢測(cè)、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復(fù)、汽車及其他交通工具、航空航天等領(lǐng)域。2012年中國(guó)3D打印機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1.61億美元，至2016年，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到11.87億美元（約80億元人民幣），復(fù)合增長(zhǎng)率為49%。
目前中國(guó)3D打印技術(shù)發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，總體處于新興技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化初級(jí)階段，未來(lái)3D打印技術(shù)最有可能在美國(guó)和中國(guó)率先大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)上升為美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略。中國(guó)雖然至今還沒(méi)有出臺(tái)國(guó)家戰(zhàn)略，但主管部門在積極制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)扶持政策，科技部已經(jīng)將3D打印技術(shù)納入國(guó)家863計(jì)劃。
2017年中國(guó)3D打印行業(yè)應(yīng)用情況
3D打印應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛，3D打印在下游應(yīng)用行業(yè)和具體用途領(lǐng)域的分布反映了這一技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，同時(shí)也反映了這一技術(shù)的局限和在發(fā)展過(guò)程中尚需完善的地方。
目前，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)于3D打印技術(shù)的相應(yīng)成熟，在生物醫(yī)藥行業(yè)、航空航天行業(yè)、機(jī)械設(shè)備行業(yè)、汽車行業(yè)等行業(yè)的許多應(yīng)用領(lǐng)域的對(duì)于3D打印的需求較高，就目前而言，從國(guó)內(nèi)3D打印行業(yè)行業(yè)的下游應(yīng)用情況來(lái)看，3D打印設(shè)備主要在消費(fèi)品/電子、醫(yī)療、工業(yè)設(shè)備、汽車領(lǐng)域、航天航空等行業(yè)應(yīng)用的比較廣泛。
2020年中國(guó)3D打印發(fā)展前景預(yù)測(cè)
我國(guó)對(duì)3D打印的政策支持突出：《國(guó)家增材制造發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015-2016年）》重點(diǎn)提出形成2-3家具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的增材制造企業(yè)，建立5-6家增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心，完善扶持政策，形成較為完善的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。鑒于產(chǎn)業(yè)政策與財(cái)政政策的支持，初步預(yù)計(jì)，2018年我國(guó)3D打印市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到22.5億美元，2022年達(dá)到80億美元左右。
綜合3D打印產(chǎn)業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀，我們認(rèn)為未來(lái)行業(yè)發(fā)展存在以下趨勢(shì)特點(diǎn)：
1、3D打印個(gè)人消費(fèi)保持高速增長(zhǎng)
隨著“個(gè)人制造”的興起，在個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域，3D打印行業(yè)預(yù)計(jì)仍會(huì)保持相對(duì)較高的增速。有助于拉動(dòng)個(gè)人使用的桌面3D打印設(shè)備的需求；同時(shí)也會(huì)促進(jìn)上游打印材料（主要以光敏樹(shù)脂和塑料為主）的消費(fèi)。
2、3D打印金屬材料應(yīng)用程度不斷加深
在工業(yè)消費(fèi)領(lǐng)域，由于3D打印金屬材料的不斷發(fā)展，以及金屬本身在工業(yè)制造中的廣泛應(yīng)用。前瞻預(yù)計(jì)，以激光金屬燒結(jié)為主要成型技術(shù)的3D打印設(shè)備，將會(huì)在未來(lái)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中，獲得相對(duì)較快的發(fā)展。中短期內(nèi)，這一領(lǐng)域的應(yīng)用仍會(huì)集中在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工具制造環(huán)節(jié)。
3、產(chǎn)業(yè)鏈上的專業(yè)分工會(huì)進(jìn)一步深化
現(xiàn)階段，主要的3D打印企業(yè)一般以材料供應(yīng)，設(shè)備制造和打印服務(wù)的綜合形式存在。這是由產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期技術(shù)推廣和市場(chǎng)規(guī)模的限制所致。長(zhǎng)期來(lái)看，產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生專業(yè)化的分離：專業(yè)材料供應(yīng)商和打印企業(yè)會(huì)出現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)會(huì)獨(dú)立或向下游消費(fèi)企業(yè)轉(zhuǎn)移。3D打印有望轉(zhuǎn)化為一個(gè)真正意義上的工具平臺(tái)。
4、國(guó)內(nèi)3D打印市場(chǎng)前景廣闊
國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的推廣與應(yīng)用尚在起步階段，無(wú)論是工業(yè)應(yīng)用，還是個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域都存在廣闊的發(fā)展前景。對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域而言，國(guó)內(nèi)在激光熔覆方面的技術(shù)具有一定優(yōu)勢(shì)，這有助于在以激光燒結(jié)為成型技術(shù)的3D打印設(shè)備制造和打印服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行發(fā)展。對(duì)于個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域，應(yīng)用的推廣速度取決于對(duì)于3D打印這一技術(shù)認(rèn)知的提高，以及相關(guān)輔助平臺(tái)，如軟件設(shè)計(jì)，制作文件庫(kù)的發(fā)展。
綜合上述特點(diǎn)趨勢(shì)，從行業(yè)發(fā)展的角度來(lái)看，整個(gè)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈都存在巨大的潛在發(fā)展空間。就未來(lái)的長(zhǎng)期的需求增長(zhǎng)而言，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院相對(duì)看好上游打印材料和個(gè)人3D打印設(shè)備的制造企業(yè)。就前者而言，在通用化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷推廣的基礎(chǔ)上，專業(yè)化的材料供應(yīng)企業(yè)的發(fā)展是大勢(shì)所趨。從個(gè)人消費(fèi)到工業(yè)制造，無(wú)論是哪個(gè)領(lǐng)域引來(lái)快速增長(zhǎng)，對(duì)于耗材的需求都必不可少。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-24
鋰離子電池由于具有比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備（如移動(dòng)電話、筆記本電腦、PDA、數(shù)碼相機(jī)及數(shù)碼攝像機(jī)等）以及交通工具（巡邏車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等）上，成為我國(guó)能源領(lǐng)域重點(diǎn)支持的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
動(dòng)力電池指應(yīng)用于電動(dòng)車的電池，是相對(duì)于小容量電池（如手機(jī)、筆記本電腦電池等）而言的，具有較大的容量和輸出功率，可用于電動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)電源及大型移動(dòng)電源應(yīng)用領(lǐng)域的二次電池。鋰離子電池或電池組的制作工序非常多，而其中有多道工序，如防爆閥密封焊接、極耳焊接、軟連接焊接、安全帽點(diǎn)焊、電池殼體密封焊接、模組及PACK焊接都以激光焊接為最佳工藝。動(dòng)力電池用于焊接的材質(zhì)主要有純銅、鋁及鋁合金、不銹鋼等。
圖表 1 激光焊接在鋰電池中的應(yīng)用
資料來(lái)源：OFweek研究中心
1、電池防爆閥焊接
電池的防爆閥是電池封口板上的薄壁閥體, 當(dāng)電池內(nèi)部壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí), 防爆閥閥體破裂, 避免電池爆裂。安全閥結(jié)構(gòu)巧妙，這道工序?qū)す夂附庸に囈髽O為嚴(yán)格。沒(méi)有采用連續(xù)激光焊接之前，電池防爆閥的焊接都是采用脈沖激光器焊接，通過(guò)焊點(diǎn)與焊點(diǎn)的重疊和覆蓋來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)密封焊接，但焊接效率較低，且密封性相對(duì)較差。采用連續(xù)激光焊接可以實(shí)現(xiàn)高速高質(zhì)量的焊接，焊接穩(wěn)定性、焊接效率以及良品率都能夠得到保障。
2、電池極耳焊接
極耳通常分為三種材料，電池的正極使用鋁（Al）材料，負(fù)極使用鎳（Ni）材料或銅鍍鎳（Ni-Cu）材料。在動(dòng)力電池的制造過(guò)程中，其中的一個(gè)環(huán)節(jié)是將電池極耳與極柱焊接到一起。在二次電池的制作中需要將其與另外一鋁制的安全閥焊接在一起。焊接不僅要保證極耳與極柱之間的可靠連接，而且要求焊縫平滑美觀。
3、電池極帶點(diǎn)焊
電池極帶使用的材質(zhì)包括純鋁帶、鎳帶、鋁鎳復(fù)合帶以及少量的銅帶等。電池極帶的焊接一般使用脈沖焊接機(jī)，隨著IPG公司QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器的出現(xiàn)，其在電池極帶焊接上也得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)由于其光束質(zhì)量好、焊斑能夠做到很小，其在應(yīng)對(duì)高反射率的鋁帶、銅帶以及窄帶電池極帶（極帶寬度在1.5mm以下）的焊接有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
4、動(dòng)力電池殼體與蓋板封口焊接
動(dòng)力電池的殼體材料有鋁合金和不銹鋼，其中采用鋁合金的最多，一般為3003鋁合金，也有少數(shù)采用純鋁。不銹鋼是激光焊接性最好的材質(zhì)，尤其304不銹鋼，無(wú)論是脈沖還是連續(xù)激光都能夠獲得外觀和性能良好的焊縫。
鋁及鋁合金的激光焊焊接性能根據(jù)采用焊接方式的不同而略有差異。除了純鋁和3系鋁合金采用脈沖焊接和連續(xù)焊接都沒(méi)有問(wèn)題，其他系列鋁合金最優(yōu)選擇連續(xù)激光焊接方式，以減小裂紋敏感性。同時(shí)，根據(jù)動(dòng)力電池殼體厚度選擇合適功率的激光器，一般殼體厚度1mm以下時(shí)，可考慮采用1000W以內(nèi)單模激光器，厚度在1mm以上需使用1000W以上單模或多模激光器。
小容量鋰電池常采用比較薄的鋁殼（厚度在0.25mm左右），也有18650之類的采用鋼殼。由于殼體厚度的關(guān)系，此類電池的焊接一般采用較低功率的激光器即可。使用連續(xù)激光器焊接薄殼鋰電池，效率可以提升5~10倍，且外觀效果和密封性更好。因此有逐漸取代脈沖激光器在這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的趨勢(shì)。
5、動(dòng)力電池模組及pack焊接
動(dòng)力電池之間的串并聯(lián)一般通過(guò)連接片與單體電池的焊接來(lái)完成，正負(fù)極材質(zhì)不同，一般有銅和鋁2種材質(zhì)，由于銅和鋁之間采用激光焊接后形成脆性化合物，無(wú)法滿足使用要求，通常采用超聲波焊接外，銅和銅、鋁和鋁一般均采用激光焊接。同時(shí)，由于銅和鋁傳熱均很快，且對(duì)激光反射率非常高，連接片厚度相對(duì)較大，因此需要采用較高功率的激光器才能夠?qū)崿F(xiàn)焊接。
從鋰電池電芯的制造到電池PACK成組，焊接都是一道很重要的制造工序，鋰電池的導(dǎo)電性、強(qiáng)度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性，是典型的電池焊接質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。焊接方法和焊接工藝的選用，將直接影響電池的成本、質(zhì)量、安全以及電池的一致性。激光焊接憑借焊接安全可靠、工藝精密、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，成為了很多焊接任務(wù)的首選方案。
圖表 2 激光焊接的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r分析
1、鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況
經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，中國(guó)鋰電池行業(yè)已經(jīng)建立了包含鋰礦采選、材料供應(yīng)、電芯及PACK、電池回收等各個(gè)環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。鋰電池行業(yè)在下游市場(chǎng)需求推動(dòng)下，產(chǎn)量規(guī)模保持高速增長(zhǎng)，從2012年的17.2 Gwh增長(zhǎng)到2017年的88.7 Gwh，5年時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)量增長(zhǎng)了4倍。
圖表 3 2012 -2017年中國(guó)鋰電池芯年產(chǎn)量及增速（單位：Gwh）
資料來(lái)源：OFweek研究中心
電動(dòng)交通工具（最主要是新能源汽車）、3C數(shù)碼、儲(chǔ)能行業(yè)是鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大推動(dòng)力。2016年，新能源汽車以30.8 GWh的需求量超過(guò)3C數(shù)碼，成為鋰電池最大消費(fèi)市場(chǎng)，到2017年動(dòng)力電池產(chǎn)量增長(zhǎng)至44.5GWh。儲(chǔ)能電池發(fā)展?jié)摿薮?，但由于技術(shù)、政策等原因仍處于市場(chǎng)導(dǎo)入階段，相對(duì)于動(dòng)力電池相對(duì)滯后。未來(lái)隨著技術(shù)逐漸成熟，儲(chǔ)能市場(chǎng)也將成為拉動(dòng)鋰電池消費(fèi)的另一極。
2、新能源汽車及動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況
隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，產(chǎn)業(yè)節(jié)能化、環(huán)?；l(fā)展被高度重視，新能源汽車出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。產(chǎn)量由2012年1.26萬(wàn)輛增長(zhǎng)至2017年的79.4萬(wàn)輛，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)99.4%。2017年產(chǎn)銷分別為79.4萬(wàn)輛和77.7萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)53.6%和53.3%，產(chǎn)銷量同比增速分別提高了2.1和0.3個(gè)百分點(diǎn)。2017年新能源汽車市場(chǎng)占比2.7%，比上年提高了0.9個(gè)百分點(diǎn)。中國(guó)已超過(guò)美國(guó)成為全球范圍內(nèi)第一大新能源汽車市場(chǎng)，連續(xù)三年產(chǎn)銷量居世界第一。
圖表 4 2012-2017年中國(guó)新能源汽車產(chǎn)量（ 單位 ：萬(wàn)輛）
資料來(lái)源：OFweek研究中心
動(dòng)力電池作為新能源汽車核心零部件，其發(fā)展緊隨新能源汽車整體市場(chǎng)趨勢(shì)，動(dòng)力電池市場(chǎng)也呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)展趨勢(shì)，資本的大量涌入帶動(dòng)了力電池產(chǎn)量的大幅提升。
圖表5 2012-2017年中國(guó)動(dòng)力電池需求量分析及預(yù)測(cè)（單位：Gwh）
資料來(lái)源：OFweek研究中心
2017年中國(guó)汽車用動(dòng)力電池產(chǎn)量達(dá)到44.5Gwh，同比增長(zhǎng)45%。OFweek預(yù)計(jì)，未來(lái)四年，動(dòng)力電池需求量將保持著40%以上的年復(fù)合增長(zhǎng)速度，到2020年，中國(guó)新能源汽車動(dòng)力電池需求量將突破120Gwh。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-23
作為一種能發(fā)射激光的裝置，激光器的用途非常廣泛。根據(jù)材料分類，激光器又分為光纖激光器、半導(dǎo)體激光器、固體激光器與CO2激光器等，而近幾年發(fā)展速度最快的當(dāng)屬光纖激光器，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，光纖激光器在全球工業(yè)市場(chǎng)占有率已過(guò)半。
光纖激光器之所以備受歡迎，與市場(chǎng)環(huán)境和它自身的特點(diǎn)密不可分。相較于其它類型的激光器，制造成本低、穩(wěn)定性高、散熱快等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用在大規(guī)模增長(zhǎng)的工業(yè)切割和焊接需求上，可謂是再合適不過(guò)的了。
十年前，手機(jī)制造、服裝加工等市場(chǎng)的快速擴(kuò)張，導(dǎo)致了光纖激光器的需求量呈井噴式增長(zhǎng)，很多人認(rèn)為那是行業(yè)的巔峰時(shí)期。近年來(lái)，手機(jī)、服裝增速放緩，很多關(guān)于光纖激光器市場(chǎng)“天花板”的言論出現(xiàn)，看衰行業(yè)。隨著智能制造、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，未來(lái)光纖激光器的用途會(huì)越來(lái)越廣泛，新能源汽車、新材料、光纖通訊等領(lǐng)域即將全面啟動(dòng)，市場(chǎng)前景將不可限量。而這些新興領(lǐng)域的全面爆發(fā)，未來(lái)十年，光纖激光器市場(chǎng)也將迎來(lái)更大的增長(zhǎng)。
隨著國(guó)家“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的發(fā)布，“智能制造”一詞被廣為提及，而作為高端制造業(yè)密不可分的一部分，智能制造裝備的需求也隨之增長(zhǎng)，光纖激光器將大有可為。
一、軌道交通
據(jù)國(guó)家規(guī)劃顯示，在高端制造領(lǐng)域，我國(guó)將重點(diǎn)推動(dòng)軌道交通、節(jié)能裝置等快速發(fā)展。軌道交通的要求是牢固、尺寸精度高、品質(zhì)穩(wěn)定，在這里激光焊接的連續(xù)性與高效性恰恰能有用武之地，目前光纖激光器在軌道車輛制造上的應(yīng)用集中在能源切割及關(guān)鍵部件的焊接。隨著未來(lái)高鐵、地鐵建設(shè)的全面建設(shè)，對(duì)光纖激光需求量也隨之增大。
二、光纖通訊
伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，“萬(wàn)物互聯(lián)”作為一種美好的愿景亦將成為現(xiàn)實(shí)，光纖通訊是通訊技術(shù)的一部分，具有準(zhǔn)確、可靠、高速的特點(diǎn)。面對(duì)日益增長(zhǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，在數(shù)據(jù)傳輸上及處理上的要求更高，光纖激光器的玻璃光纖制造成本低、技術(shù)成熟、小型化、集約化優(yōu)勢(shì)可以發(fā)揮出來(lái)。
三、新材料
近幾年，3D打印、新能源、環(huán)保設(shè)備等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，很多對(duì)材料有著特殊的要求。新產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)，新金屬材料、精細(xì)陶瓷和光纖等新材料市場(chǎng)即將引來(lái)更大的機(jī)遇，而光纖激光器在新材料加工上應(yīng)用廣泛。市場(chǎng)對(duì)新材料加工的要求是成本更低、操作更容易、性能更穩(wěn)定，相較于傳統(tǒng)激光設(shè)備，光纖激光器在切割速度上更勝一籌。
四、動(dòng)力電池加工
中國(guó)已經(jīng)是全球最大的新能源汽車市場(chǎng)，近年來(lái)，新車企也是如雨后春筍般出現(xiàn)，與傳統(tǒng)燃油汽車加工相比，動(dòng)力電池的加工是一塊新的大蛋糕，對(duì)激光設(shè)備市場(chǎng)而言，這是一大利好消息。新能源汽車電池加工對(duì)成本、安全、環(huán)境控制的要求很高，光纖激光器在焊接精度與設(shè)備穩(wěn)定性方面皆可滿足要求。
綜述：在全球物聯(lián)網(wǎng)的趨勢(shì)下，對(duì)智能制造的要求更高、更快，應(yīng)用范圍更廣闊，光纖激光器作為一種順應(yīng)時(shí)代潮流的制造設(shè)備之一，會(huì)在很多新領(lǐng)域發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。能否在這些應(yīng)用上獲得市場(chǎng)認(rèn)可，這得益于光纖激光器技術(shù)的發(fā)展。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-22
激光熔覆再制造技術(shù)：能用于受損零部件的修復(fù)還能激光表面淬火
激光熔覆修復(fù)技術(shù)是一種材料表面改性技術(shù)。它是利用激光高功率密度光束，由激光加工系統(tǒng)在數(shù)控控制下，在基體表面指定部位形成一層很薄的微熔層，通過(guò)預(yù)置或同步方式添加特定成分的自熔合金粉，如鎳基、鈷基和鐵基合金等，使它們以熔融狀態(tài)均勻地鋪展在零件表層并達(dá)到預(yù)定厚度，與微熔的基體金屬材料形成良好的冶金結(jié)合，并且相互間只有很小的稀釋度，在隨后的凝固過(guò)程中，在零件表面形成與基體完全不同的，具有預(yù)定特殊性能的功能熔覆材料層，從而可以完全改變材料表面性能，最終使得價(jià)廉的材料表面獲得極高的耐磨、耐蝕、耐高溫等性能。
按照材料添加方式的不同，激光熔覆的方法分為預(yù)置法和同步送粉法。預(yù)置法顧名思義就是預(yù)先將要涂層的材料通過(guò)噴涂或粘結(jié)等方式放置在預(yù)處理過(guò)的基材表面，然后通過(guò)激光束輻射進(jìn)行重熔后再做適當(dāng)?shù)臒崽幚?；同步送粉則是在預(yù)處理后的熔覆基材表面，將粉末直接噴涂在激光輻射所形成的移動(dòng)熔池上，涂層一次性成型。同步送粉是激光熔覆技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，可以充分利用激光能量，控制工藝參數(shù)，提高生產(chǎn)效率和覆層質(zhì)量。但是同步送粉對(duì)粉末的顆粒粒度、流動(dòng)性等方面也有要求，需要根據(jù)具體情況而定。
激光熔覆材料及特性
在激光熔覆的研究中，材料研究是一個(gè)重要方向，重在研究各種添加材料與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中零部件的相容性。
鐵基合金粉末適用于要求局部耐磨而且容易變形的零件。
鈷基合金粉末具有良好耐高溫性能，耐磨耐蝕也較強(qiáng)，常用于石化和冶金領(lǐng)域。
陶瓷材料在高溫下有較高的強(qiáng)度，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)穩(wěn)定性高，常用于要求耐磨、耐蝕、耐高溫和抗氧化性的零件。
由于單一材料在滑動(dòng)磨損、沖擊磨損和磨粒磨損嚴(yán)重的情況下會(huì)無(wú)法滿足使用工況的要求。因此，金屬涂層與陶瓷涂層的復(fù)合使用成為研究熱點(diǎn)，已有鋼、鈦合金及鋁合金表面激光熔覆多種陶瓷或金屬陶瓷涂層的研究。
與其他傳統(tǒng)表面處理技術(shù)相比，激光熔覆具有其特性和優(yōu)勢(shì)：
冷卻速度快（高達(dá)10^6℃/s），屬于凝固過(guò)程，容易得到細(xì)晶組織或產(chǎn)生平衡態(tài)所無(wú)法得到的新相，如非穩(wěn)相、非晶態(tài)等；
涂層稀釋率小于5%，與基體呈牢固的冶金結(jié)合或界面擴(kuò)散結(jié)合，獲得涂層成分和稀釋度可控的良好熔覆層，保證性能不變質(zhì)；
采用高功率密度熔覆，加熱速度快，對(duì)基材的熱輸入、熱影響區(qū)和畸變較小；
粉末選擇幾乎沒(méi)有任何限制，可以在低熔點(diǎn)金屬表面熔敷高熔點(diǎn)合金；
熔覆層的厚度及硬度范圍大，且熔覆層微觀缺陷少，性能更優(yōu)；
工藝過(guò)程采用數(shù)控控制，無(wú)接觸處理，自動(dòng)化操作，方便、靈活，可控性強(qiáng)。
激光熔覆在工業(yè)中的典型應(yīng)用
激光熔覆這種修復(fù)與再制造的工藝，一是強(qiáng)化功能，可以通過(guò)熔覆層增強(qiáng)基材性能；二是修復(fù)功能，主要體現(xiàn)在修復(fù)材料表面的孔洞和裂紋，恢復(fù)已磨損零件的幾何尺寸和性能，對(duì)幾乎整個(gè)機(jī)械制造業(yè)有著非常大的應(yīng)用價(jià)值。
在石礦、化工、冶金、電力、水泥等機(jī)械設(shè)備行業(yè)中，燃機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸和葉片、軋輥軸頸、鋼廠的牌坊等會(huì)隨著使用時(shí)間而老化損壞。這些零部件由于長(zhǎng)期承受著燃?xì)飧邷馗邏阂约案g介質(zhì)，加上體積負(fù)荷引起的機(jī)械應(yīng)力作用，損傷多數(shù)發(fā)生在表面或表面開(kāi)始，而失效模式主要是內(nèi)部金屬零部件的碎裂和開(kāi)裂、磨損或腐蝕嚴(yán)重至局部剝落。因此應(yīng)用激光熔覆技術(shù)強(qiáng)化零部件表面性能能夠有效延長(zhǎng)使用壽命，而在周期性檢修過(guò)程中，還可以通過(guò)表面再制造技術(shù)對(duì)受損部位進(jìn)行補(bǔ)救。
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子修復(fù)
對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)來(lái)說(shuō)，失效部位常發(fā)生在熱端部件，如轉(zhuǎn)子、葉片和噴嘴。其發(fā)生在葉片根部的斷裂是不可修復(fù)型，而發(fā)生在葉片端面或根部的損傷便可通過(guò)修復(fù)后實(shí)現(xiàn)再利用。再者，用于發(fā)電機(jī)組的葉片往往造價(jià)極高，將修復(fù)后的葉片重裝再利用，將大大地降低電廠的發(fā)電成本。
排粉風(fēng)機(jī)葉片磨損修復(fù)
電機(jī)轉(zhuǎn)子軸勁激光熔覆
在汽車制造行業(yè)，20世紀(jì)80年開(kāi)始，歐美日俄以及中國(guó)等國(guó)家就已開(kāi)始運(yùn)用激光熔覆來(lái)強(qiáng)化汽車零部件。通過(guò)此技術(shù)，達(dá)到了節(jié)約昂貴合金材料，降低生產(chǎn)成本的目的。同樣汽車模具在使用中的磨損、腐蝕、接觸疲勞而導(dǎo)致的失效也可以通過(guò)該技術(shù)煥發(fā)新生。
總之，不論是零件在服役前的表面強(qiáng)化，還是服役后發(fā)生故障進(jìn)行修復(fù)，其傳統(tǒng)的加工方式主要有表面淬火、表面滲碳或滲氮、熱噴涂、堆焊等。隨著加工技術(shù)的不斷升級(jí)和改進(jìn)，激光移動(dòng)再制造技術(shù)（激光熔覆）逐漸得到廣泛應(yīng)用。
這種激光再制造技術(shù)不僅可以用于受損零部件的修復(fù)，還可以做激光表面淬火，與傳統(tǒng)的熱處理方式相比，激光淬火是一種快熱快冷的加工技術(shù)，可在表面獲得晶粒細(xì)小的淬硬層。并且，結(jié)合高端多軸機(jī)床或者6+2式機(jī)械手，采用激光器還可對(duì)受損的三維復(fù)雜零部件進(jìn)行修復(fù)，充分體現(xiàn)了激光再制造技術(shù)的柔性化以及先進(jìn)性。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-13
趨勢(shì)解讀：激光加工技術(shù)在汽車工業(yè)領(lǐng)域中的前景展望
2018年是《中國(guó)制造2025》發(fā)布實(shí)施的第三年，中國(guó)制造業(yè)正經(jīng)歷新一輪深刻變革，十九大報(bào)告再次為我國(guó)“智造業(yè)”發(fā)展指明了新方向。其中汽車工業(yè)“十三五”規(guī)劃以綠色制造、智能制造為思路，綠色制造尤其是新能源汽車是發(fā)展重點(diǎn)，同時(shí)信息化、智能化的智能制造也是建設(shè)重心。多項(xiàng)國(guó)家項(xiàng)目開(kāi)始落地執(zhí)行，這為中國(guó)汽車制造領(lǐng)域提出了新的需求，也為上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的市場(chǎng)空間。
2018年5月7日，ALAT2018中國(guó)汽車工業(yè)激光技術(shù)應(yīng)用大會(huì)在廣東潭州國(guó)際會(huì)展中心隆重舉行。本次論壇由廣東省激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、廣東省機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)、《激光制造商情》聯(lián)合主辦，中科院上海光機(jī)所、廣東省激光行業(yè)協(xié)會(huì)、廣東省儀器儀表協(xié)會(huì)、深圳市鈑金加工行業(yè)協(xié)會(huì)、激光制造網(wǎng)等單位對(duì)此次會(huì)議提供大力支持。
會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)
嘉賓合影
一、新趨勢(shì)：激光技術(shù)在新能源汽車制造中的發(fā)展方向
《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》明確指出，要實(shí)施新能源汽車推廣計(jì)劃，到2020年全國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量達(dá)到500萬(wàn)輛。中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所/楊上陸教授在《新能源汽車車身制造的趨勢(shì)、挑戰(zhàn)和機(jī)遇》的主講中也表示，目前發(fā)展新能源汽車是我國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略之一。新材料的使用將助力新能源汽車的減重，增加其續(xù)航里程，但新材料的應(yīng)用也給車身制造帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。而來(lái)自華中科技大學(xué)的王春明教授也在《新能源汽車制造中的激光加工技術(shù)》中從新能源汽車的材料、結(jié)構(gòu)的變化為出發(fā)點(diǎn)，探討激光焊接、切割、清洗等激光加工工藝的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用前景。上海交通大學(xué)張延松教授則從《激光焊接技術(shù)在新能源汽車電池/電機(jī)制造中的應(yīng)用》中針對(duì)新能源汽車用燃料電池、鋰電池和驅(qū)動(dòng)電機(jī)中關(guān)鍵部件的連接需求及瓶頸問(wèn)題，重點(diǎn)介紹激光焊接新工藝在電池/電機(jī)制造中的典型應(yīng)用，包括燃料電池金屬雙極板連接、鋰電池模組封裝等。
中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所教授/楊上陸
華中科技大學(xué)教授/王春明
上海交通大學(xué)教授/張延松
二、新應(yīng)用：激光技術(shù)在汽車領(lǐng)域煥發(fā)新的光芒
在切割、焊接和打標(biāo)領(lǐng)域，激光技術(shù)可為用戶帶來(lái)更大的效益。但隨著科技的進(jìn)步，更多新的激光技術(shù)將影響傳統(tǒng)工藝的使用。來(lái)自中物院激光聚變研究中心的林宏奐研究員就向參會(huì)人員分享了《激光清洗在汽車行業(yè)中的應(yīng)用展望》，針對(duì)激光清洗在汽車及其相關(guān)行業(yè)中的典型應(yīng)用進(jìn)行分析，并在典型激光器參數(shù)下給出不同材質(zhì)和污染物的清洗效率。結(jié)果表明，激光清洗可以在汽車行業(yè)中多種典型零部件及整車表面處理中實(shí)現(xiàn)無(wú)損、高效的清洗作用，成為未來(lái)激光在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的新增長(zhǎng)點(diǎn)。同時(shí)3D打印目前在汽車制造領(lǐng)域占有一席之地，來(lái)自溫州大學(xué)的陳希章教授就此在《電弧3D打印研究進(jìn)展及其在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用思考》中介紹了絲材電弧打印技術(shù)的研究進(jìn)展，研究鋼、鋁等典型材料的控形控性技術(shù)，提出變形監(jiān)測(cè)、殘余應(yīng)力控制和性能改善的方法。
中物院激光聚變研究中心副研究員/林宏奐
溫州大學(xué)教授/陳希章
三、新進(jìn)展：激光焊接技術(shù)前景可期
激光用于汽車零部件及汽車整車的焊接已有多年歷史，在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家，激光焊接已經(jīng)成為先進(jìn)的汽車制造工藝中的一種標(biāo)準(zhǔn)工藝。目前國(guó)內(nèi)的很多汽車企業(yè)也在逐漸將激光焊接技術(shù)應(yīng)用到汽車生產(chǎn)中去。會(huì)上來(lái)自廣汽本田汽車有限公司的設(shè)備工程師鄭世卿在《超高速激光釬焊在汽車頂蓋連接上的應(yīng)用》中就介紹了廣汽本田超高速頂蓋激光釬焊生產(chǎn)線的布局，以及解決超高速激光釬焊存在的困難的方法。來(lái)自另外一家汽車整車廠——安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司的焊接工程師張麗芳也在《鋁合金車身連接工藝》的主題報(bào)告中介紹了汽車連接工藝的質(zhì)量要求以及約束條件。在研究進(jìn)展方面，湖南大學(xué)的張屹教授則在《車用變厚截面板激光焊接熔透性監(jiān)測(cè)研究》闡述了自適應(yīng)激光焊接技術(shù)研發(fā)過(guò)程中遇到的若干問(wèn)題以及解決方案。而來(lái)自蘇州大學(xué)的王曉南主任則向大家分享了《激光焊接技術(shù)在鋼/鋁異種材料連接上的研究進(jìn)展》，詳細(xì)的總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者鋼/鋁激光釬焊、激光焊縫合金化、物理隔斷激光焊接及磁場(chǎng)輔助激光焊接等方面所做的研究工作。
廣汽本田汽車有限公司設(shè)備工程師/鄭世卿
安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司焊接工程師/張麗芳
湖南大學(xué)副主任/張屹
蘇州大學(xué)金屬材料工程系主任/王曉南
最后，各位專家還就汽車車身連接、新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、激光工藝與自動(dòng)化結(jié)合等問(wèn)題進(jìn)行了交流探討。
汽車制造業(yè)是高新技術(shù)高度集中的行業(yè)，激光作為一種先進(jìn)的制造手段，在汽車制造過(guò)程中的應(yīng)用至關(guān)重要。激光加工覆蓋了汽車制造行業(yè)眾多的應(yīng)用領(lǐng)域，包括汽車零部件、汽車車身、汽車車門框、汽車后備箱、汽車車頂蓋等各個(gè)方面。相信隨著汽車輕量化的需求日益強(qiáng)烈，高度自動(dòng)化、高度靈活化的生產(chǎn)系統(tǒng)備受青睞，激光加工技術(shù)在其中的重要性也將逐步凸顯。
2018中國(guó)汽車工業(yè)激光技術(shù)應(yīng)用大會(huì)內(nèi)容緊扣技術(shù)及市場(chǎng)需求，圍繞汽車工業(yè)激光技術(shù)的應(yīng)用主題展開(kāi)深入剖析，因而得到業(yè)內(nèi)人士的肯定和支持，對(duì)促進(jìn)激光技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域的需求對(duì)接起到了積極的促進(jìn)作用。
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-10
激光切割機(jī)：觸屏手機(jī)行業(yè)的發(fā)展新助力
隨著移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，按鍵手機(jī)日益被全新一代觸屏手機(jī)替代，觸屏手機(jī)成為各大廠商的主力產(chǎn)品，在市場(chǎng)上的銷售量一直居高不下。
那么激光切割機(jī)又是如何助力觸屏手機(jī)行業(yè)的發(fā)展呢？與激光妹一起來(lái)瞧瞧吧！
手機(jī)觸摸屏
手機(jī)觸摸屏，又稱為觸控面板，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時(shí)，屏幕上的觸覺(jué)反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動(dòng)各種連結(jié)裝置，并借由液晶顯示畫(huà)面制造出生動(dòng)的影音效果。因此，手機(jī)屏幕的切割極為重要，要精準(zhǔn)、合適，精確無(wú)疑，才能做出完美的手機(jī)。而激光切割就能輕輕松松地解決這個(gè)難題。
手機(jī)保護(hù)膜
手機(jī)膜又稱手機(jī)美容膜、手機(jī)保護(hù)膜，是可用于裝裱手機(jī)機(jī)身表面、屏幕及其他有形物體的一種冷裱膜，種類繁多。 根據(jù)功能分為：防窺膜、鏡子膜、AR膜、磨砂膜、高清膜、防刮保護(hù)膜、3D膜等；其材料包括PC、PVC、PET、AR等。 激光科技的普及，為手機(jī)保護(hù)膜行業(yè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，不管是在切割精度上還是在切割效率上，都發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。
手機(jī)保護(hù)套
同時(shí)，激光切割能夠?yàn)槟M(jìn)行高級(jí)的私人定制，制作獨(dú)一無(wú)二的手機(jī)保護(hù)套。
精致外觀封套，使用了優(yōu)質(zhì)的薄木板材料，采用激光雕刻與激光切割技術(shù)，同時(shí)也可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行手工繪畫(huà)、制版的高級(jí)定制，具有古典的風(fēng)格與現(xiàn)代的時(shí)尚的相互融合。
激光切割技術(shù)改善傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，讓手機(jī)加工更加符合當(dāng)代生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的需求。一方面，激光切割能夠提升產(chǎn)品創(chuàng)造價(jià)值，減少生產(chǎn)成本；另一方面，激光切割解放產(chǎn)品的加工手段，以自動(dòng)化機(jī)械代替人工，打造更加安全可靠的生產(chǎn)作業(yè)模式。
激光切割技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有： 精度高: 激光切割能能到毫米以內(nèi)，非常精細(xì)； 效果好：切口邊緣精準(zhǔn)、不熔邊、不磨手； 靈活性強(qiáng)：可在電腦上隨意切換手機(jī)膜圖形、規(guī)格、尺寸； 安全可靠：工作過(guò)程不產(chǎn)品有毒物質(zhì)； 操作簡(jiǎn)便：經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可以操機(jī)使用； 運(yùn)行成本低：只消耗少量的電，節(jié)省模具費(fèi)。
來(lái)源 ： 大族激光 發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-08
激光增材制造過(guò)程中的溫度和熔池監(jiān)控研究
產(chǎn)玉飛、張敏、陳長(zhǎng)軍
蘇州大學(xué)激光加工中心
蘇州工業(yè)園區(qū)激光產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟協(xié)會(huì)
江蘇省激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟
近年來(lái)各國(guó)高度關(guān)注的激光增材制造技術(shù)（俗稱3D打印）能夠在無(wú)需任何模具和工件的條件下，根據(jù)計(jì)算機(jī)三維模型，通過(guò)激光逐層熔化成形的方式，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件直接近凈成形。該技術(shù)具有制造周期短、材料利用率高、工藝柔韌性好等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，對(duì)制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了重要影響，在工業(yè)生產(chǎn)，航空航天，醫(yī)學(xué)醫(yī)療等諸多領(lǐng)域有著廣泛且重要的應(yīng)用。然而，諸多技術(shù)上的挑戰(zhàn)阻礙了激光增材制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)揮它擁有的巨大潛力，其中最大的一個(gè)障礙就是最終產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)，尤其是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著極高要求的領(lǐng)域如航空航天和醫(yī)學(xué)醫(yī)療領(lǐng)域，因此需要對(duì)激光增材制造過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。通過(guò)對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，以減少缺陷的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品的尺寸精度和力學(xué)性能，最終達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
目前很多國(guó)內(nèi)外的研究人員在如火如荼地對(duì)激光過(guò)程監(jiān)控進(jìn)行研究，他們研究出了很多能對(duì)激光增材制造過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)只要集中在對(duì)熔池的物理參數(shù)進(jìn)行在線檢測(cè)和對(duì)組件的缺陷進(jìn)行檢測(cè)并且通過(guò)反饋控制減少這些缺陷上。激光監(jiān)控過(guò)程主要分為兩個(gè)部分，一個(gè)是數(shù)據(jù)采集，一個(gè)是數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)采集主要有兩個(gè)部分，熔池形貌和熔池溫度，熔池形貌一般是通過(guò)CCD相機(jī)或紅外相機(jī)得到，熔池溫度一般是通過(guò)光電二極管或高溫計(jì)測(cè)得。數(shù)據(jù)處理是指將測(cè)得到的數(shù)據(jù)經(jīng)加工后傳送給控制器，由控制器對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行配置更新，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行有效的控制，從而使產(chǎn)品的質(zhì)量得到提高。值得注意的是控制器使用的控制方法有多種，有傳統(tǒng)的PID控制，有模糊控制，還有人工智能控制如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，目前使用最為成熟的是傳統(tǒng)PID控制，目前研究的熱點(diǎn)是各種人工智能控制方法。
下面介紹一個(gè)具體控制系統(tǒng)的工作過(guò)程及結(jié)果，實(shí)驗(yàn)過(guò)程是一個(gè)激光金屬沉積實(shí)驗(yàn)，目的是通過(guò)控制使產(chǎn)品的外形精度得到提高。圖1是一個(gè)激光金屬沉積實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的外形尺寸精度與制造過(guò)程中的熱輻射信號(hào)有很大的關(guān)系，當(dāng)熱輻射信號(hào)保持不變時(shí)，熔池的尺寸基本不變，熔池尺寸的穩(wěn)定會(huì)提高產(chǎn)品外形的尺寸精度。圖2是激光金屬沉積監(jiān)控過(guò)程圖，該過(guò)程使用了自適應(yīng)PID控制方法，測(cè)量的得到的熱輻射信號(hào)輸入到自適應(yīng)PID控制器，控制器輸出控制信號(hào)，控制信號(hào)作用到激光發(fā)射器，調(diào)節(jié)激光功率使熱輻射信號(hào)強(qiáng)度保持基本不變。
熔池的外形尺寸和熱輻射溫度如圖3和圖4所示，對(duì)比這兩個(gè)圖可以看出使用了控制系統(tǒng)的過(guò)程的熱輻射信號(hào)相對(duì)穩(wěn)定，基本保持在設(shè)定值2，對(duì)應(yīng)的熔池的尺寸也穩(wěn)定，熔池最大與最小相差0.1mm；未使用控制系統(tǒng)的過(guò)程的熱輻射信號(hào)增大，對(duì)應(yīng)的熔池尺寸增大，熔池最大與最小相差1.27mm。
產(chǎn)品的宏觀形貌圖如圖5和圖6所示，對(duì)比這兩個(gè)圖可以明顯看出使用了控制系統(tǒng)的產(chǎn)品表面更加光滑，高度和寬度更加均勻，寬度的變化從63.6%下降到12.5%，可見(jiàn)這個(gè)自適應(yīng)控制系統(tǒng)達(dá)到了提高產(chǎn)品外形精度的目的。
當(dāng)然這只是激光監(jiān)控過(guò)程的其中一個(gè)應(yīng)用，針對(duì)不同的目標(biāo)，如減少產(chǎn)品的缺陷，提高產(chǎn)品的疲勞強(qiáng)度和各種力學(xué)性能等等，研究人員提出了各種的控制系統(tǒng)和控制方法。
圖5 未使用控制系統(tǒng)的產(chǎn)品宏觀形貌 圖6 使用了控制系統(tǒng)的產(chǎn)品宏觀形貌
目前的研究表明由于實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)和生產(chǎn)過(guò)程的集成十分復(fù)雜、測(cè)量工具與傳感器的局限、實(shí)時(shí)控制的難以實(shí)現(xiàn)等因素，許多的系統(tǒng)尚未在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用，該研究尚處于發(fā)展階段，相信在不久的將來(lái)，隨著研究的不斷的深入，激光增材制造監(jiān)控技術(shù)得到更成熟的發(fā)展和實(shí)際的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間 : 2018-05-07
