Giới thiệu: Sự trỗi dậy của công nghệ laser sợi quang và sự chuyển dịch sang đổi mới đa chiều

Trong những năm gần đây, laser sợi quang công nghiệp đã phát triển nhanh chóng, tiến bộ từ việc khắc xung 20W đến cắt tấm mỏng ở mức kilowatt và sau đó là cắt tấm dày nhiều kilowatt, thúc đẩy sự tăng trưởng của nhiều công ty laser. Tuy nhiên, với những thay đổi của tình hình quốc tế và biến động kinh tế vĩ mô, ngành công nghiệp laser đang rơi vào tình trạng cạnh tranh đồng nhất và chiến tranh giá cả. Mặc dù các công ty laser sợi quang trong nước đạt doanh thu ấn tượng từ 1.5 đến 1.6 tỷ RMB, lợi nhuận ròng vẫn còn khiêm tốn, dẫn đến những suy ngẫm sâu sắc về triển vọng tương lai của ngành công nghiệp laser sợi quang.

Hiện nay, việc khám phá ứng dụng công nghệ laser vẫn còn ở giai đoạn đầu, với laser sợi quang có tiềm năng to lớn trong nhiều lĩnh vực. Đặc biệt trong các ứng dụng công nghiệp, laser sợi quang đang phát triển từ “cắt đơn giản” đến “sản xuất đa chiều” với sự hoàn thiện liên tục của các quy trình như phủ laser , hàn và làm sạch. Bài viết này sẽ khám phá sự tiến hóa công nghệ và những đột phá thị trường của laser sợi quang, tập trung vào sự phát triển trong tương lai của chúng, đặc biệt là trong lĩnh vực phủ laser.

1. Các nhà sản xuất hàng đầu quốc tế: Những tiến bộ về hiệu suất cao và công suất cực cao

IPG, một công ty hàng đầu thế giới về công nghệ laser sợi quang, là một trong những đơn vị tiên phong thúc đẩy công nghiệp hóa công nghệ cắt laser công suất kilowatt, hợp tác với các nhà sản xuất thiết bị trong nước vào năm 2016-2017. Trong lĩnh vực hàn, IPG đã cung cấp laser sợi quang công suất cao nhất thế giới 120kW cho một khách hàng Nhật Bản vào năm 2017, chứng minh khả năng của hệ thống trong các ứng dụng công suất cực cao.

IPG cũng liên tục đổi mới để cải thiện hiệu suất quang điện. Từ hiệu suất vượt quá 40% vào năm 2014 đến việc ra mắt dòng sản phẩm YLS-ECO vào năm 2022 với hiệu suất quang điện hơn 50%, công nghệ tiết kiệm năng lượng hiệu quả cao của IPG đã được mở rộng đến các mẫu công suất cao 30kW, giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng và lượng khí thải carbon của thiết bị. Sự phát triển này cũng cung cấp một giải pháp năng lượng kinh tế hơn cho các kịch bản xử lý kéo dài như phủ laser.

2. Sự trỗi dậy của các cầu thủ nội địa: Hội nhập hệ thống và sự thay thế ở phân khúc cao cấp

Công ty Reicod Laser đã đạt được những bước tiến đáng kể khi vượt qua giới hạn công nghệ laser sợi quang liên tục 10kW vào năm 2013 và ra mắt laser công nghiệp 100kW vào năm 2021, đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong công nghệ laser siêu công suất cao trong nước. Tính đến nay, Reicod đã xuất xưởng gần 4,000 thiết bị laser công suất kilowatt, đứng đầu thị trường trong nước.

Để mở rộng ứng dụng, Reicod đã cho ra mắt dòng laser “Flagship” vào năm 2022, nhắm đến các lĩnh vực cao cấp như sản xuất ô tô, hàng không vũ trụ và đóng tàu. Động thái này nhằm mục đích thay thế các loại laser nhập khẩu trong các ứng dụng phủ laser , hàn và in 3D, cho thấy thành công bước đầu với các đơn đặt hàng số lượng nhỏ và làm nổi bật tiềm năng của các loại laser thân thiện với hệ thống trong các quy trình sản xuất phức tạp.

3. Sự khác biệt về công nghệ: “Công suất cao + Độ sáng cao” là trọng tâm cạnh tranh.

Công ty Chuangxin Laser đã áp dụng chiến lược “ưu tiên thiết bị” để thâm nhập thị trường công suất cao, giới thiệu các loại laser có công suất từ ​​12kW đến 50kW từ năm 2018 và khởi động dự án “Kilowatt China Tour” vào năm 2020, đưa các loại laser kilowatt từ giai đoạn “quan sát” trở thành tiêu chuẩn thị trường.

Chuangxin đề xuất một khung đầu ra laser độ sáng cao tập trung vào “Một đầu ra lớn, hai đầu ra nhỏ, ba lớp ghép nối” để nâng cao chất lượng đầu ra laser. Laser độ sáng cao không chỉ nâng cao chất lượng cắt mà còn cải thiện tính đồng nhất và độ bền liên kết của các lớp ghép nối trong quá trình ghép nối laser , trở thành một hướng đi quan trọng cho việc nâng cấp quy trình.

4. Bơm và điều khiển chùm tia 976nm: Con đường dẫn đến hiệu quả và tính linh hoạt

Kể từ khi thành lập vào năm 2015, GW Laser đã tập trung vào công nghệ bơm 976nm, thúc đẩy sự phát triển và công nghiệp hóa các loại laser có độ sáng cao và hiệu suất cao. Năm 2017, họ đã ra mắt giải pháp bơm 976nm với hiệu suất điện quang trên 42%, tiếp theo là laser dòng ECO 20kW với hiệu suất hơn 45% vào năm 2021, cung cấp các lựa chọn tiết kiệm năng lượng hơn cho việc phủ laser và các kịch bản xử lý kéo dài khác.

Trong điều khiển chùm tia, công nghệ chùm tia “corona” của nLIGHT tối ưu hóa sự phân bố năng lượng, cải thiện đáng kể chất lượng cắt tấm dày và tấm có độ dày trung bình, và đã giành được giải thưởng Prism năm 2019. GW Laser cũng đã giới thiệu các chế độ chùm tia HBF và CHF để cải thiện độ ổn định của quá trình cắt tấm dày và phủ laser , thể hiện khả năng thích ứng của điều khiển chùm tia với các kịch bản ứng dụng phức tạp.

5. Ứng dụng Laser trong Ghép Lớp: Một lĩnh vực phát triển mới cho Laser sợi quang và Tích hợp quy trình

Khi công nghệ phủ laser tiếp tục mở rộng trong lĩnh vực tái sản xuất và kỹ thuật bề mặt, nó đòi hỏi chất lượng chùm tia cao hơn, độ ổn định công suất và hiệu quả năng lượng cao hơn từ các laser. Hiện nay, các laser sợi quang công suất kilowatt sản xuất trong nước đang được sử dụng ngày càng nhiều để sửa chữa bằng phương pháp phủ laser trên các con lăn lớn, giá đỡ thủy lực và các bộ phận khác, cho thấy khả năng thích ứng tốt về kinh tế và quy trình.

Nhìn về phía trước, với sự phát triển đồng bộ của vật liệu, quy trình và laser, công nghệ phủ laser được kỳ vọng sẽ là hướng đi quan trọng giúp thị trường laser sợi quang thoát khỏi tình trạng “bão hòa cắt” và mở rộng sang các ứng dụng cao cấp. Từ phía thiết bị đến phía quy trình, các giải pháp laser tùy chỉnh cho phủ laser sẽ dần hoàn thiện, thúc đẩy công nghệ laser sợi quang hướng tới sự tích hợp sâu rộng và các lĩnh vực chuyên biệt.

6. Kết luận: Từ cạnh tranh đồng nhất đến phát triển khác biệt

Cuộc “cạnh tranh nội bộ” hiện nay trên thị trường laser sợi quang bắt nguồn từ sự đồng nhất cao về lộ trình công nghệ và định vị sản phẩm trong quá khứ. Với IPG vượt trội về hiệu suất, Reicod dẫn đầu về công suất cực cao và tích hợp hệ thống, Chuangxin đổi mới về độ sáng cao, và GW Laser tiên phong trong lộ trình công nghệ 976nm, thị trường đang chuyển từ “cuộc chiến giá cả” sang “cuộc chiến công nghệ”.

Nhìn về phía trước, tương lai của laser sợi quang nằm ở sự khác biệt về công nghệ trong các kịch bản ứng dụng khác nhau. Điều này có thể bao gồm những đột phá về hiệu suất điện quang, tập trung vào độ sáng cao và khả năng điều khiển chùm tia vượt trội, hoặc phát triển các nguồn laser thân thiện với hệ thống, có thể thích ứng với việc phủ laser , hàn, làm sạch và các quy trình phức tạp khác. Chỉ bằng cách tập trung vào giá trị khách hàng và đổi mới công nghệ, ngành công nghiệp laser sợi quang của Trung Quốc mới có thể vượt qua cạnh tranh lợi nhuận thấp và bước vào giai đoạn phát triển chất lượng cao mới.