熬過了黑暗，總會有曙光出現(xiàn)痢掠，這或許是國內(nèi)激光行業(yè)對于2023年最大的期待。在經(jīng)過10多年一路狂飆之后嘲恍，國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)突然遭遇瓶頸志群。材料加工作為激光應(yīng)用最主要的領(lǐng)域，近年來市場需求一直萎靡不振蛔钙，加之價格競爭愈發(fā)激烈锌云，激光企業(yè)利潤空間不斷被壓縮。站在新的時間節(jié)點上吁脱，國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)亟需找到新的藍海市場桑涎。

國家重點支持，下一個千億市場涌現(xiàn)

相對于激光切割等減材制造技術(shù)灿躏，以3D打印為代表的增材技術(shù)雖然一直很火烈瘸，但總是顯得非常“小眾”兽肮，特別是在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域范般。從發(fā)展歷程來看，3D打印技術(shù)于19世紀末起源于美國郭血，在20世紀80年代后期發(fā)展成熟并被廣泛應(yīng)用钟展，其中金屬材料3D打印技術(shù)發(fā)展尤為迅速。

金屬3D打印技術(shù)作為整個3D打印體系中最為前沿和最有潛力的技術(shù)，是先進制造技術(shù)的重要發(fā)展方向肢钙，在航空航天距堂、汽車、消費品遍削、醫(yī)療吹夏、一般工業(yè)等領(lǐng)域逐步開始獲得規(guī)模化應(yīng)用子擅。過去30年弟孟，我國金屬3D打印技術(shù)特別是裝備技術(shù)取得了突飛猛進的發(fā)展。

金屬3D打印興起于歐美國家样悟，我國自20世紀90年代中期開展金屬3D打印技術(shù)研究披蕉，研究的重點以能量沉積法（DED）和粉末床熔融法（PBF）為主，其中西北工業(yè)大學(xué)乌奇、北京航天大學(xué)、華中科技大學(xué)眯娱、華南理工大學(xué)礁苗、清華大學(xué)等都進行了大量研究。1997年徙缴，西北工業(yè)大學(xué)進行了“金屬粉材激光立體成形的熔凝組織與性能研究”试伙，是我國第一個正式立項科研項目。2012年于样，北京航空航天大學(xué)DED-L方面的研究成果獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎疏叨。2017年我國金屬3D打印領(lǐng)域的第一個材料標準(GB/T 34508-2017)制定.....

（2021-2023年每年金屬增材制造產(chǎn)品打印數(shù)量）

根據(jù)知名增材制造行業(yè)市場數(shù)據(jù)和咨詢服務(wù)提供商SmarTech最新報告，預(yù)計到2031年穿剖，金屬3D打印技術(shù)每年將生產(chǎn)超過750億美元的組件蚤蔓。由于金屬增材制造對供應(yīng)鏈短缺強大的彌補作用，強調(diào)采用該技術(shù)并加大投資的趨勢不會改變刽巍，市場整體將繼續(xù)快速發(fā)展陶焙。

近日，科技部“十四五”國家重點研發(fā)計劃“增材制造與激光制造”重點專項立項通過公示鹦堕，將重點圍繞難熔金屬材料增材制造听量、超快激光制造等技術(shù)方向，在基礎(chǔ)理論和前沿技術(shù)辆雇、核心功能部件榕暴、關(guān)鍵技術(shù)與裝備、典型應(yīng)用示范全鏈條重點部署完冻，推動我國增材制造技術(shù)總體達到世界一流飘具，基本實現(xiàn)全球領(lǐng)先總體目標。

除此之外鲁压，《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》刑炎、《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2017—2020年）》忽仗、《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015—2016年）》、《增材制造標準領(lǐng)航行動計劃（2020—2022年）》等多項國家規(guī)劃中都明確支持增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展浦译。隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破棒假，加之產(chǎn)業(yè)鏈配套不斷完善，以金屬3D打印為代表的增材制造將成為智能制造領(lǐng)域下一個重要方向精盅。

光纖激光器成金屬3D打印理想熱源

增材制造技術(shù)通過CAD 設(shè)計軟件制作出3D模型帽哑，并轉(zhuǎn)換為增材制造標準化格式的STL文件，系統(tǒng)在計算機上將該零件在某一易于加工的方向上分割成多層叹俏，最后依靠專門的打印設(shè)備妻枕，使用金屬粉末、樹脂粘驰、陶瓷粉末等各種材料屡谐，逐層不斷累積疊加、堆積蝌数、粘結(jié)愕掏，最終形成零件整體。在整個過程中顶伞，熱源選擇對于加工效果至關(guān)重要饵撑。

經(jīng)過多年發(fā)展，激光束已經(jīng)成為金屬3D打印最主流的熱源唆貌。相對于電子束拙故、微束等離子，激光束具有光斑細吕得、成本低亮倍、可定向作用到指定材料位置等優(yōu)點，可實現(xiàn)金屬材料的瞬間熔凝浴誉，滿足熔道搭接和零件成形的要求手霎。

金屬3D打印用激光器經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段，主要有CO2激光器租既、YAG激光器以及光纖激光器杖进。CO2激光器本身輸出波長很長，金屬材料的吸收率較低宿拔，因此早期金屬打印用的CO2激光器功率動輒幾千瓦隧庐。YAG激光器能夠輸出1.06μm的波長，與金屬的偶合效率高视甩、加工性能良好士袜，有效功率遠高于CO2激光器。隨著光纖激光器開始大規(guī)模商用，成本進一步降低蔫仙，憑借其易于集成料睛、電光轉(zhuǎn)換率更高、性能更穩(wěn)定等優(yōu)勢摇邦，已經(jīng)成為金屬3D打印最主流的熱源恤煞。

金屬3D打印過程主要依靠激光熱效應(yīng)，逐層對金屬粉末熔化成型施籍，通過一層一層疊加累積最終完成零件加工居扒。在加工過程中，零部件打印層數(shù)通常比較多丑慎，打印時間很長喜喂，對激光器功率穩(wěn)定性要求非常高。另外竿裂，激光器光束質(zhì)量和光斑大小對打印精度也至關(guān)重要玉吁。因此，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期腻异，金屬3D打印激光器主要依賴國外進口进副。

近些年，隨著國產(chǎn)光纖激光器產(chǎn)品功率水平及可靠性大幅度提升丈巩，已經(jīng)能夠滿足金屬3D打印應(yīng)用需求。以常見的選擇性激光熔融成形（SLM）為例那梭，對光纖激光器平均功率大致要求200W-1000W之間超丛。作為國內(nèi)光纖激光器頭部廠商，杰普特在連續(xù)光纖激光器方面已經(jīng)完整覆蓋200W-40000W區(qū)間竣恃，能夠為金屬3D打印光源提供多樣性選擇逢棺。

在產(chǎn)品方面，杰普特連續(xù)光纖激光器可通過控制接口及標配軟件可對激光器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控及報警提示筝驱，并可對運行數(shù)據(jù)進行收集記錄篱馅。激光器采用水冷散熱及上架式機箱設(shè)計，具有電光轉(zhuǎn)換效率高耽炎、能耗較低展嘲、結(jié)構(gòu)緊湊、免調(diào)節(jié)維護贱着、光纖柔性傳導(dǎo)輸出曾探、便于客戶集成使用等眾多優(yōu)點，為金屬3D打印提供了理想光源選擇征字。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)更好的3D打印效果都弹，適應(yīng)市場需求，杰普特針對3D打印行業(yè)特別推出了高配版500W/1000W激光器，并進行了性能上的優(yōu)化畅厢，使之能夠更好的投入到3D打印應(yīng)用中冯痢，并且可根據(jù)客戶工藝需求進行定制。

（杰普特500W/1000W激光器）

杰普特高配版激光器提高了狀態(tài)信號負載的驅(qū)動能力框杜，可驅(qū)動更高電流的繼電器浦楣，提高模擬量的響應(yīng)速度，使得出光延時得到很大程度的壓縮霸琴；提升光束質(zhì)量椒振，確保M2≤1.1；提升功率穩(wěn)定性梧乘，長時間功率穩(wěn)定性可達到1%以內(nèi)澎迎；添加網(wǎng)口功能，使得激光器的通信控制更加便捷选调；擴大調(diào)制頻率的可調(diào)范圍至50KHz夹供，對于不同的應(yīng)用場景適應(yīng)性更強。

（杰普特高配版光纖激光器客戶現(xiàn)場應(yīng)用）

從應(yīng)用領(lǐng)域來看臭呀，金屬3D打印最開始主要用于航空航天領(lǐng)域喂磷。隨著其他應(yīng)用領(lǐng)域的進一步普及，國產(chǎn)光纖激光器也將獲得更多的應(yīng)用空間聊树，從而推動產(chǎn)業(yè)持續(xù)向前發(fā)展欲访。

金屬3D打印逐步開啟國產(chǎn)化進程

近幾年雖然遭受疫情影響，全球金屬3D打印仍保持著高速增長的趨勢峦筏。SmarTech Analysis 數(shù)據(jù)顯示宏动，2019年全球金屬增材制造市場規(guī)模為33億美元，到2024年市場規(guī)模將擴張至110 億美元蒂鹏，2019-2024年CAGR高達 27.2%斜孩。

從產(chǎn)業(yè)鏈分布來看，上游金屬材料價值更高艳禁，生產(chǎn)壁壘也更高臀胞。金屬材料通常為金屬粉末，主要包括鈦合金叮廉、鈷鉻合金蛋济、不銹鋼、鋁合金和其他高溫合金炮叶，主要應(yīng)用在航空航天瘫俊、軍工、汽車等領(lǐng)域悴灵，對材料特性要求非常高扛芽。目前骂蓖，國內(nèi)高端金屬粉末可供應(yīng)的廠家相對較少，主要還是依賴進口川尖。相反在設(shè)備方面登下，國產(chǎn)廠商正在加速實現(xiàn)替代。

金屬3D打印設(shè)備主要包括激光器叮喳、振鏡被芳、主板、DLP光引擎馍悟、掃描儀等部件畔濒。從價值量占比來看，激光器一般占整體設(shè)備成本20%以上锣咒， 并且隨著設(shè)備升級恬皆，激光器在同一臺3D打印機中安裝的數(shù)量、品質(zhì)也將提升仆洞，其價值占比將會更高众附。從目前國產(chǎn)金屬3D打印設(shè)備廠商產(chǎn)品來看，基于穩(wěn)定性和品質(zhì)方面考慮甘直，激光器普遍采用進口品牌刮跟，國產(chǎn)替代空間較大。

從產(chǎn)品輸出功率來看呐蹂，國產(chǎn)光纖激光器產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)對國外產(chǎn)品的趕超唬垦，基本上處于同一梯隊，并且在薄板切割應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對國外產(chǎn)品大部分替代伐种。近些年些吨，隨著國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)邁入全新階段，國產(chǎn)廠商對于產(chǎn)品品質(zhì)愈發(fā)關(guān)注发荧，并持續(xù)加大研發(fā)投入馁梁，在高端應(yīng)用領(lǐng)域也逐步開啟國產(chǎn)替代饰吕。

正如杰普特多年的發(fā)展一樣刃唤，不管市場如何變化，憑借產(chǎn)品穩(wěn)定性強的特性白群，在高端制造領(lǐng)域走出了一條自己的道路尚胞，從MOPA光纖激光器對國外品牌的反超，到打入全球頭部手機廠商供應(yīng)鏈帜慢，再到成為動力電池頭部廠商供應(yīng)商笼裳，這也都時對其產(chǎn)品品質(zhì)的很好說明。隨著國內(nèi)金屬3D打印產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展粱玲，杰普特也將在這一藍海市場加速推進國產(chǎn)化替代躬柬。

當前拜轨，我國正處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，新技術(shù)允青、新產(chǎn)業(yè)橄碾、新模式的涌現(xiàn)驅(qū)動制造業(yè)持續(xù)發(fā)展。近年來颠锉，3D打印在航空航天法牲、汽車制造，生物醫(yī)療及其他領(lǐng)域逐步成為復(fù)雜結(jié)構(gòu)件研制與生產(chǎn)的核心技術(shù)足贴。面對愈發(fā)內(nèi)卷的挑戰(zhàn)牡泡，金屬3D打印有望成為國內(nèi)光纖激光器又一個潛力市場！

（維科網(wǎng)激光）

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