激光作画、削铁如泥……在湘江新区,一束光拉动千亿产业|“链”上新区•小巨人的“必杀技”①
【编者按】
在湘江新区,有这样一批中小企业:它们规模不大,但旗下产品却在国内甚至全球某一细分市场出类拔萃。这些排头兵企业以创新能力强、质量效益优而被称为行业“小巨人”。万兴科技、自兴人工智能、大科激光……这系列企业犹如武侠小说里的“扫地僧”,每当提及,人们首先想到的往往是它们如武侠小说主角般手握的“必杀技”,或是几十年如一日的“匠人精神”,练就了“一直被模仿、从未被超越”的独门绝技。
翻开2023年的成绩单,湖南湘江新区国家级专精特新“小巨人”总量居国家级新区第二;高新技术企业总量居国家级新区第三;高新技术产业增加值占GDP比重达38.3%;完成技术合同登记4295项,排名全省第一……亮眼数字的背后,是“小巨人”们的存在。它们精耕细作于产业链关键环节,锻造一个城市高质量发展的钢筋铁骨。即日起,湘江早报开设《“链”上新区•小巨人的“必杀技”》专栏,带领读者走进这些小巨人的生产车间、实验室,探访他们低调背后的发展故事。
湘江早报全媒体记者 柯鸣 罗杨
一束光,能削铁如泥;一束光,能优雅作画;一束光,拉动千亿级蓝海市场,带动产业发展新变革。
“如果把激光设备比作汽车制造,那光纤激光器便是和汽车发动机一样重要的部件。”探访湘江新区小巨人企业的“必杀技”,首期记者走进湖南大科激光有限公司(简称“大科激光”),看看“最快的刀”“最准的尺”有何过人之处。
“最快的刀、最准的尺、最亮的光”深入千行百业
作为20世纪最伟大的发明之一,激光削铁如泥,穿刺能量惊人,它离我们的生活并不遥远,大至汽车外壳、建筑用材,小至锅碗瓢盆、家用电池……纷纷都有激光介入工业应用的影子。加上节省人力、效率极高,金属的切割和焊接,越来越依赖于激光的力量。
但是,不同金属的切割和焊接,对激光器的要求不尽相同。采访中,记者了解到,金属切割中,最难的是金银铜这些高反材料,极大限制了激光器的应用范围。为此,大科激光依托其核心的研发团队,不断对产品进行更新迭代,形成了“高亮度、抗高反、高节能”特性,充分满足了应用场景的实际需求。
记者在现场看到,一台激光器正在一块厚50毫米的碳钢板上“作画”,5分钟后,一个立体摆件新鲜出炉。不必接触产品,激光也能实现各种形状的切割,丝毫不输专业的设计师。
走进大科激光生产车间,一个不到一米高的小盒子吸引了记者的注意。“别看这样小小的一台机器,里面蕴藏着不同的光模块,配合不同器件的输出,能确保使用时的功率达到3000瓦,蕴含的能量,超乎想象。”大科激光负责人介绍,目前大科激光可以将传输巨大激光能量的光纤做到仅14微米,比头发丝还要细。
激光的优势不仅于此。“激光焊接技术不仅有精度高、加工质量好等优点。”大科激光市场部负责人介绍,激光焊接宛如一根“绣花针”,可以将两种材料充分地焊接在一起,无需焊条等其他介质,已被应用在动力电池模组制造等高精密制造领域,让大科激光迅速弯道超车。
此外,作为激光加工产业链“尖兵”,大科激光推出的核心产品——大科天狼星系列光纤激光器,主要应用于新能源动力电池领域激光焊接,多项指标国际领先,其中光束质量达到衍射极限,可经受5000小时的满功率老化测试。狮子座系列光纤激光器,应用于熔覆加工领域,实现匀化度>90%的技术突破,成为紫铜等高反材料熔覆的完美光源,助力电镀工艺转换为“光镀”工艺。
七年磨一剑 再造多个全球领先全国第一
“这是我们最新推出的国产万瓦单模光纤激光器,目前是国内第一台,国际第二台,可以驾驭远程加工、扫描加工、集中加工等高难度任务。”此前,大科激光发布国产万瓦单模光纤激光器,也因此成为国内首家、全球第二家万瓦单模光纤激光器制造商。
光纤激光器凭借体积小、重量轻、电光转换效率高、性能稳定等优势,目前已成为工业加工的主流选择。随着光纤激光的应用逐渐走向成熟,小功率市场率先实现了国产化。但到了万瓦以上,国产激光器与进口激光器所占市场份额比,仍有较大差距。
万瓦单模光纤激光器有何优势?面对记者的疑问,大科激光市场部负责人介绍,大科激光七年磨一剑,通过级联泵浦技术成功解决了高效热管理、模式净化和时序纯净等技术难题,实现了8kW、M²=1.36的纯单模激光输出,并获评2024年“中国激光金耀奖”新产品金奖。
目前,大科激光1万瓦激光器已成功将M²控制在1.4以内,标志着1万瓦激光已实现纯单模输出,确保加工的精度和效率。
“这意味着,长达15年的纯单模万瓦激光器技术垄断已被打破,这一技术不再是制约中国高亮度激光发展的‘卡脖子’技术。”记者了解到,大科激光作为一家专业从事光纤激光器及其核心器件的研发、生产和销售的国家级专精特新“小巨人”企业,始终致力于研究限制大功率光纤激光器性能提升的物理问题,已在模式净化、后向光抑制、非线性效应处理等关键技术上取得突破。
“目前公司核心技术的多种性能指标均为世界先进水平,完美匹配激光精密焊接、激光3D打印、激光硬质材料加工等一系列高端应用,激光的市场更是千亿级的。”大科激光市场部负责人相信,随着最新技术国产万瓦单模光纤激光器的突破,凭借强大的光学方案设计能力,大科激光将迈入新的发展阶段,以“光之剑”打造中国领先、世界先进的光纤激光器。
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