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3D打印激光器的数字光斑时代:航空航天增材大会专访宝辰鑫激光武华鹏

10月23日,上海闵行。

第五届航空航天增材制造大会进行到下午,会场里50多位专家还在分享前沿话题。

在主办方组织下,AM易道创始人钟一瀚与深圳宝辰鑫激光总经理武华鹏深入聊了20分钟。

对话信息密度极高:三个百分百检测、5000小时老化测试、绿光国产化突破、数字光斑时代、光束可编辑......

当大部分激光器厂商还在卷功率、卷性价比的时候,创鑫激光旗下子公司宝辰鑫传递出来说的是另一件事:

如何从光源端重新定义增材制造的效率边界。

这次对话,我们认为值得3D打印行业读者细读。

第一个问题:激光器的好坏到底怎么判断?

我们的第一个问题很具体:

「现在市场上激光器那么多,新进来的3D打印厂商到底怎么判断一个激光器的好坏?」

我们补充解释,很多增材人懂工艺,懂材料,这是强项。但在光学这块,说实话,精通的人才却是凤毛麟角。

AM易道对激光器的理解也就停留在看M方值、看功率稳定性这些外部指标,至于里面到底是怎么回事,基本上是个认知黑盒。

武华鹏给我们讲了宝辰鑫的底层逻辑。

激光器不是一个简单的整机,它由几十种器件组成:

芯片、合束器、剥模器、光纤……每一个器件的指标,最终决定了整机的表现。

更重要的是,这些器件从出厂伊始,便已依据其性能参数被划分为不同等级。

器件等级不同,在特定应用场景下的性能表现与衰减速度也会不同。

所以判断激光器的好坏实际要从激光器的每一个器件的品质说起,并不是我们理解的某几个外部指标。

「宝辰鑫的差异化在哪?」我们接着问道。

三个百分百,一个很硬核的策略

宝辰鑫依托于母公司创鑫激光的器件制造能力,这让他们能从源头把控质量。

「因为我们做器件,所以我们能控(品质)。」武华鹏说道。

所以宝辰鑫搞了个三个百分百:

  • 器件来料百分百检测

  • 器件成品百分百检测

  • 器件装成激光器后还要百分百质检

「这样不是成本很高吗?」

我们问。

武华鹏点点头:「是挺高的。但这是保证长期稳定性的基础。」

而且他们还有个双倍降维的策略

什么意思?

武华鹏解释,「在新品研发时,我们会针对光学器件采用2倍功率的极限可靠性验证。比如说,当我们推出一个1000瓦的机器时,用的器件其实可以承受2000瓦功率。」

这个逻辑听起来硬核且有效。

除了2倍功率测试,还会有500小时的高温高湿加速老化测试。

他提到,最近正针对3D打印的一款机型正在进行长期的老化测试,目前已经持续了5000+小时,数据显示功率波动控制在±0.5~±1%的范围内。

以结果为导向的长时间稳定性,这个数据是很硬的。

武华鹏说,「因为3D打印不像切割,切一会儿停一会儿,它是长时间连续工作的,对稳定性要求特别高。」

绿光为什么今年突然火了?

聊到绿光,武华鹏明显兴奋了一些。

今年绿光的趋势特别明显,目前已有多个客户完成了验证并且交付使用。

我们问:「绿光打铜、打高反材料的需求一直都有,为什么之前没爆?」

武华鹏给了个很直白的答案:「之前进口设备成本偏高,不少客户望而却步。

自从我们国产绿光产品上市,价格门槛明显降下来了,吸引了很多客户开始测试,目前市场反响很热烈。」

他补充道:「绿光比红外激光难做得多。最大的挑战是长时间稳定性。因此我们做了许多努力。」

「我们从红外激光进入3D打印,已经知道这个场景对长时间稳定性的要求有多苛刻。」

「所以我们立项做绿光的时候,就反向拉动了器件端—必须满足严格的标准要求,才能保证长期可用。」

武华鹏顿了顿,说了句让我们印象很深的话:

「我们要么不做,要做就直接立项的时候层层定义好,这样出来基本不用打补丁。」

数字光斑时代:光开始可以编辑了

如果说前面聊的还是在现有框架内卷品质卷创新,接下来武华鹏说的信息,在我们看来,是在尝试重新定义游戏规则了。

他说,国产激光的发展可以总结成三个阶段。

第一阶段是国产化替代,跟着进口产品走。

尽管增材制造仍处于「国产化替代」的进程中,但在切割、焊接等传统工业领域,激光技术的国产品牌已成为绝对主流。

第二阶段是功率竞赛。

过去三五年,行业成功将激光功率从千瓦级推升至十万瓦级,功率竞赛已告一段落,当前竞争焦点已从单纯提升功率,转向提升效率、精度与综合应用价值。

「我们目前最大功率做到20万瓦以后,其实再往上已经不是技术能力的问题,是市场需求方向转向的问题了。」

「那下一步往哪走?」我们问。

武华鹏说出了一个让我们挺意外的词:「数字光斑时代。

他用了个很形象的比喻:「光就像一把刀。过去我们给客户的都是单一的刀,就是一个点,不可编辑。」

「客户是否用得好,和客户本身的激光应用能力息息相关。」

「如果客户的外光路整形能力强,就能充分发挥好激光的应用优势。」

但下一代不一样了。

我们要出来一束可编辑的光。

宝辰鑫在第五届航空航天大会的公开分享

「基于我们的平台,客户可以实时进行任意形态光斑的编辑,实现环形、矩形和线性等任意光斑形状。」

「这个切换是固定的模式切换,还是可以实时调整?」我们问。

「实时调整。而且可以在加工过程中根据需要调整。」武华鹏说。

他举了个例子:「在3D打印过程中,你打点的时候用高斯光,铺面的时候切换成平顶光。而且在加工过程中有加减速,拐弯的时候要减速。但如果我马上把光束调整成弧形,你就不用减速,直接过去。」

宝辰鑫在第五届航空航天大会的公开分享

我们过去也大量的分享过光束整形的文章,我们意识到,这些光束灵活的调整,累积起来就是效率和质量的提升。

武华鹏总结到:「对。所以这是第三个阶段,数字光斑时代。

他说,他们现在推出的点环也好、智能点环可调也好,其实都是这个应用的雏形。

「最终我们会给客户一个平台,让客户自己编辑光束形态。」武华鹏说。

不做增材设备,但要打通增材所需的整条光路

聊到这里,我们问了个很多人关心的问题:「宝辰鑫会不会往下游走,直接做设备?

武华鹏的回答很清晰:「我们不做设备。我们的优势在于光的部分,要用好这道光,其实都还有很长的路要走。」

「但我们会从单一光源向外光路延伸,做整套解决方案。」他说。

我们有点不太明白。

常规的3D打印光路图,激光通过准直、扩束镜、振镜、场镜等聚焦在工作面

武华鹏解释,「你看,我们现在的激光器,光是到不了加工面的。中间有很多东西—控制的、整形的、聚焦的。

如果单靠设备商自己来做整合,会耗费很多人力和时间成本。」

他说得很直白:「如果我们把光路这一套研究得更深,形成一整套的激光解决方案,去提供给客户,这样既缩短了客户的开发周期,又把激光的应用优势发挥到最大化。

搭载一体化准直头的光纤激光器,省去准直、扩束镜

我们突然理解了他的逻辑:打通从光源到加工点的整条链路。

武华鹏补充:「而且这个逻辑也能推进我们刚才说的第三阶段发展。

因为市场已经细分化了,不是一把大刀砍天下,我们需要更靠近细分市场,才知道在不同应用场景下该做什么样的激光产品方案。」

关于增材业务占比

那增材制造在你们整体业务里占多大比重?我们问。

武华鹏回答道:「目前,由于激光技术在切割、焊接等传统工业应用领域已占据巨大市场份额。

相比之下,增材制造作为激光应用中相对新兴的细分方向,当前所占份额仍然有限。」

但他补充:「虽然占比不大,但是我们仍然十分看好这个行业的发展前景。」

「我们看到的不仅是其作为一种工艺技术的进步,更是其重塑产业逻辑、赋能新质生产力的战略价值。」

「我们也愿意持续投入,和众多国产增材设备厂商通力合作,为促进我国增材制造产业化发展而持续努力。」

AM易道观点

这场在航空航天增材制造大会现场的对话,前后也就20分钟,但信息量很大。

关于国产激光器的下半场,关于从功率竞赛到技术定义,关于如何用硬核功夫建立壁垒。

武华鹏反复强调一个词:控。

「因为我们做器件,所以我们能控。」

这个控,不仅是控质量,更是控方向。

宝辰鑫因为母公司创鑫激光已经把前两个阶段(进口替代、性价比、提升功率)走完了,所以他们在思考第三阶段的事。

数字光斑、光束可编辑,这些概念能提出来的前提,是必须掌握底层器件,必须有能力去定义光。

宝辰鑫对于3D打印光学的分享和未来展望,我们认为对于增材制造行业(设备或服务)的发展方向也有所启发。

至少AM易道在访谈完之后会思考几个核心问题:

我们未来到底需要什么样的激光器?

未来当光束可数字化编辑,我们如何玩出更好的加工效率、质量以及打印出更极限的结构/材料。

离开会场时,上海闵行的秋日阳光正好。

第五届航空航天增材制造大会还在继续,专家们还在分享最前沿的技术,参展商们还在展示最新的产品。

明年第六届大会,AM易道还会和更多专家、企业家坐下来聊聊,把他们的思考、困惑、坚持,讲给这个行业听。

每个人选择的增材之路不一样,但都值得被记录。

25-11-06 09:30 本文为 AM易道 原创内容,如对内容有疑问,请联系我们:yihanzhong@amedao.com
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