驚艷慕尼黑上海光博會(huì)！開(kāi)創(chuàng)行業(yè)先河的數(shù)字激光光斑首次演示

近年來(lái)，＂內(nèi)卷＂現(xiàn)象在激光行業(yè)中愈演愈烈。激光技術(shù)，這本該引領(lǐng)現(xiàn)代制造業(yè)前行的利劍，如今卻似乎陷入了自我較量的泥沼。尤其在激光切割領(lǐng)域，眾多廠商在激烈的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)中迷失方向，陷入了無(wú)休止的內(nèi)耗。他們仿佛被卷入了一場(chǎng)無(wú)法掙脫的漩渦，對(duì)于如何找到破局之路，心中充滿了迷茫與無(wú)奈。

山雨欲來(lái)風(fēng)滿樓，窮則思變顯英豪！令人欣慰的是，曾引領(lǐng)萬(wàn)瓦風(fēng)潮的創(chuàng)鑫激光再度為行業(yè)注入全新活力，推出了革命性的紫笛數(shù)字光斑技術(shù)。在本次上海慕尼黑光博會(huì)上，創(chuàng)鑫激光不僅攜紫笛數(shù)字激光系統(tǒng)驚艷亮相，更展現(xiàn)出其開(kāi)放、創(chuàng)新的格局以及推動(dòng)焊接工具新革命的堅(jiān)定決心，盡顯行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者風(fēng)范。

新型應(yīng)用所面臨的難題

隨著中國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展、傳統(tǒng)工業(yè)制造技術(shù)的迭代升級(jí)，帶動(dòng)了各個(gè)行業(yè)對(duì)激光切割設(shè)備的需求，這也讓激光設(shè)備市場(chǎng)迎來(lái)持續(xù)增長(zhǎng)，眾多廠商從中受益。但隨著越來(lái)越多玩家的參與，競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，這一市場(chǎng)也逐漸趨于紅海。

與之不同的是，得益于近些年新能源汽車、動(dòng)力電池等多個(gè)主要領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，激光焊接設(shè)備的需求量也在不斷增加，進(jìn)而推動(dòng)了激光焊接產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017－2022年，中國(guó)激光焊接設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模由71．4億元增長(zhǎng)到179．6億元。同時(shí)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，激光焊接設(shè)備行業(yè)在2025年市場(chǎng)規(guī)模將超300億。

因此，激光焊接是激光加工行業(yè)公認(rèn)的下一個(gè)藍(lán)海市場(chǎng)。目前，各大廠商為了從激光切割市場(chǎng)轉(zhuǎn)戰(zhàn)激光焊接市場(chǎng)，紛紛加大研發(fā)投入力度。然而，相較于激光切割而言，激光焊接在技術(shù)和工藝上所面臨的挑戰(zhàn)更為艱巨，這也成為不少?gòu)S商在戰(zhàn)略推進(jìn)過(guò)程中難以逾越的障礙。

在激光焊接領(lǐng)域，不同材料對(duì)于激光的吸收、反射和透射特性各不相同。因此，對(duì)于激光焊接過(guò)程中出現(xiàn)光能量分布不合理的情況，一方面會(huì)導(dǎo)致焊縫的表面質(zhì)量不佳，如飛濺、氧化及不平整等缺陷；另一方面則會(huì)導(dǎo)致焊縫內(nèi)部的氣孔、微裂紋、晶相分布不合理及應(yīng)力不均勻等問(wèn)題，進(jìn)而影響焊接接頭的幾何及力學(xué)性能和耐腐蝕性。此外，激光焊接過(guò)程中還可能涉及多種材料的組合焊接，在這種情況下，不同材料之間的熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱膨脹系數(shù)等物理性質(zhì)也存在差異，對(duì)焊接激光及工藝的要求更高。

這也正說(shuō)明，確保激光在焊接材料上作用時(shí)的光能量分布起到精準(zhǔn)控制至關(guān)重要。同時(shí)也意味著激光焊接具有高度定制化特性，需要滿足客戶對(duì)不同產(chǎn)品的不同需求，就必須實(shí)現(xiàn)光斑可控。

而常規(guī)應(yīng)用于激光切割的光斑，直接用于激光焊接并不適宜，因?yàn)閮烧邔?duì)激光能量分布的需求存在顯著差異。為了完成激光應(yīng)用上的升級(jí)，此前包括創(chuàng)鑫在內(nèi)的各大廠家，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，在傳統(tǒng)激光器可調(diào)參數(shù)極為單一的基礎(chǔ)上，賦予光斑更多的變量。

例如，在激光切割頭內(nèi)集成可改變激光出射角度的反射鏡，使輸出光束能夠在加工材料表面進(jìn)行掃描，從而增加光束在空間上的靈活可變性。另外，也可根據(jù)應(yīng)用需求的不同，將激光器的能量分布從傳統(tǒng)的高斯型轉(zhuǎn)變?yōu)槠巾斝突?a target="_blank">環(huán)形，以實(shí)現(xiàn)均勻預(yù)熱、加熱和退火等效果。

紫笛數(shù)字光斑

真正同步、真正實(shí)時(shí)、真正任意形狀

但在創(chuàng)鑫激光看來(lái)，上述的種種技術(shù)改進(jìn)均沒(méi)有實(shí)現(xiàn)徹底的、真正的數(shù)字化光斑。問(wèn)題主要體現(xiàn)在變換靈活性及異質(zhì)化程度不高這兩個(gè)方面。

常規(guī)的激光器一般只能輸出一種固定且有限變化的激光，要實(shí)現(xiàn)光斑的精確控制，就必須改變光束的相位和幅度來(lái)調(diào)節(jié)光斑大小和形狀?？梢岳谜耒R來(lái)實(shí)現(xiàn)，空間光調(diào)制器，也可以利用相對(duì)復(fù)雜的相干激光實(shí)現(xiàn)。

而要做到上述行為，就需要有專門(mén)的系統(tǒng)商開(kāi)發(fā)控制系統(tǒng)，用戶才能根據(jù)不同激光、系統(tǒng)適配各大應(yīng)用場(chǎng)景。這樣一來(lái)，不僅激光應(yīng)用的自由化程度不高，做不到光斑實(shí)現(xiàn)任意形狀，也存在對(duì)專門(mén)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商的依賴性，既增加了成本，也會(huì)造成行業(yè)內(nèi)應(yīng)用工藝同質(zhì)化的現(xiàn)象。同時(shí)，層層加碼的模式，也讓激光無(wú)法完美匹配應(yīng)用需求，從而讓激光的功效大打折扣。

針對(duì)以上痛點(diǎn)，創(chuàng)鑫激光在激光行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)先河，推出了紫笛數(shù)字光斑技術(shù)。其原理是通過(guò)自研的工藝控制系統(tǒng)，對(duì)每個(gè)像素光點(diǎn)的發(fā)光功率、頻率及占空比等參數(shù)進(jìn)行獨(dú)立控制及組合，就像RGB三原色一樣，自由調(diào)配出任何一種形態(tài)光斑。

而在本次光博會(huì)上，創(chuàng)鑫激光也首次公開(kāi)演示了紫笛數(shù)字光斑技術(shù)的精湛之處。那么，它是如何僅憑一臺(tái)激光器就實(shí)現(xiàn)任意形態(tài)光斑的神奇轉(zhuǎn)變呢？據(jù)現(xiàn)場(chǎng)演示，其工藝控制系統(tǒng)首先將輸出的光斑進(jìn)行網(wǎng)格化，通過(guò)實(shí)現(xiàn)每個(gè)網(wǎng)格的可調(diào)特性（包括功率、能量分布、波長(zhǎng)等維度），從而做到在標(biāo)準(zhǔn)的QBH輸出條件下實(shí)現(xiàn)真正同步、真正實(shí)時(shí)、真正任意形狀，并能輕松應(yīng)對(duì)不同維度光刀變化需求的數(shù)字光斑技術(shù)。

從演示效果上看，針對(duì)不銹鋼在非振鏡或非外部機(jī)械輔助作用下的紫笛數(shù)字光斑焊接，我們看到在焊接過(guò)程中，可以做到實(shí)時(shí)調(diào)整光斑的能量分布，從而成功獲得非直線的焊痕。

不銹鋼動(dòng)態(tài)光斑演示

紫笛數(shù)字光斑技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于，它不僅僅是做到對(duì)光斑的自由調(diào)配，更有望蛻變?yōu)榧す庑袠I(yè)的通用平臺(tái)技術(shù)，引領(lǐng)行業(yè)革新。真正實(shí)時(shí)可調(diào)光斑的特性，使用戶徹底擺脫了傳統(tǒng)激光模式的束縛。用戶可以根據(jù)加工需求，靈活配置激光器的參數(shù)，隨加工場(chǎng)景的變換而改變。由此可見(jiàn)，數(shù)字光斑技術(shù)對(duì)于行業(yè)的影響，一方面在于去除中間系統(tǒng)控制壁壘，打通光源到應(yīng)用的高速通道，大大提高加工效率、降低用戶成本；另一方面則是為行業(yè)的蛻變提供了一個(gè)契機(jī)，設(shè)備廠商借助這項(xiàng)技術(shù)可探索激光加工更多新的應(yīng)用場(chǎng)景，拓寬激光技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而破除激光產(chǎn)業(yè)的內(nèi)卷困境，為行業(yè)持續(xù)向前發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力！

基于“紫笛”提升焊接工藝效果

近年來(lái)，激光技術(shù)以高精度、高效率、非接觸式加工、廣泛適用性以及環(huán)保節(jié)能等多重優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)加工應(yīng)用中嶄露頭角，并逐步替代傳統(tǒng)工藝。作為推動(dòng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要引擎，技術(shù)和工藝地不斷革新是激光行業(yè)發(fā)展得以生生不息的關(guān)鍵所在。正如古人所言：“流水不腐，戶樞不蠹。”

此前，雷同的技術(shù)耕耘重疊的市場(chǎng)，導(dǎo)致持續(xù)了近兩年的價(jià)格戰(zhàn)。盡管價(jià)格戰(zhàn)的硝煙暫時(shí)退卻，但金屬切割等主流應(yīng)用領(lǐng)域依然深陷同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)的泥潭，激光行業(yè)的內(nèi)卷現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。對(duì)于激光廠商而言，要在這樣的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，唯有不斷尋求創(chuàng)新與突破，深入挖掘激光技術(shù)潛在的應(yīng)用場(chǎng)景，不斷探索應(yīng)用工藝的新境界，建立差異化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，方能創(chuàng)造出更大的價(jià)值。

從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的加速，越來(lái)越多的高端制造業(yè)對(duì)激光技術(shù)需求增加，也對(duì)激光工藝提出了更高的要求。例如，動(dòng)力電池的切割、焊接過(guò)程中常會(huì)遇到銅、鋁等高反材料。

銅、鋁作為當(dāng)前有色金屬消耗量中最高的兩種材料對(duì)于激光加工精度和加工速度要求越來(lái)越高，尤其是黃銅、紫銅。面對(duì)這一痛點(diǎn)，包括創(chuàng)鑫在內(nèi)的眾多廠商也是從功率和亮度兩方面著手，以提升激光器的抗高反性和穩(wěn)定性。

但在創(chuàng)鑫激光看來(lái)，僅僅依賴提升功率和亮度的方法來(lái)提升紫銅等高反材料的加工效率和質(zhì)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。紫銅這類材料對(duì)光纖激光的吸收率較低，加工難度較大，因此，需要更深入的探索和突破。基于紫笛數(shù)字光斑技術(shù)對(duì)光斑的自由調(diào)配特性，創(chuàng)鑫激光成功找到了全面攻克高反材料加工難題的方法。

通過(guò)“數(shù)字光斑”技術(shù)，用戶可根據(jù)材料特性對(duì)輸出光斑進(jìn)行定制化調(diào)整，使其更加符合材料加工特性，實(shí)現(xiàn)材料的精細(xì)加工。對(duì)此創(chuàng)鑫激光也在光博會(huì)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)演示，從實(shí)際表現(xiàn)來(lái)看，紫笛激光在紫銅焊接、紫銅＋不銹鋼拼焊、9999銀拼焊、不同材料的拼焊中均可快速完成一次焊接作業(yè)，且質(zhì)量極高。

6061鋁合金拼焊

6061鋁，是一種鋁合金材料，廣泛應(yīng)用于新能源動(dòng)力電池正極材料、航空航天等領(lǐng)域，紫笛數(shù)字激光對(duì)其在50mm／s的焊接速度下，能做到焊縫細(xì)膩、無(wú)飛濺、無(wú)裂紋等效果。

T2紫銅拼焊

針對(duì)高反代表材料——紫銅，紫笛數(shù)字激光能實(shí)現(xiàn)在100mm／s的焊接速度下，焊縫均勻、無(wú)飛濺、無(wú)裂紋，且焊后的機(jī)械性能可靠。

9999銀疊焊

針對(duì)首飾行業(yè)高反、精密代表性材料——9999銀，紫笛數(shù)字激光可實(shí)現(xiàn)在50mm／s的焊接速度下，焊痕精細(xì)、無(wú)燒灼、光澤均勻。

此外，紫笛數(shù)字激光在不同材料的拼焊上，也有良好的表現(xiàn)。眾所周知，不同材料的拼焊面臨著多重難點(diǎn)，其中最為顯著的是材料間的物理和化學(xué)性質(zhì)差異。這些差異可能導(dǎo)致焊接過(guò)程中的熱傳導(dǎo)、熔化速度以及凝固行為出現(xiàn)不同，從而增加焊縫形成缺陷的風(fēng)險(xiǎn)，如氣孔、裂紋和未熔合等。而不同材料之間的熱膨脹系數(shù)和機(jī)械性能也可能存在顯著差異，進(jìn)一步增加焊縫變形的可能性和控制難度。

304不銹鋼－T2紫銅拼焊

因此，激光焊接參數(shù)的選擇和優(yōu)化變得尤為重要。同時(shí)，由于不同材料對(duì)激光的響應(yīng)不同，焊接過(guò)程中可能出現(xiàn)熔池流動(dòng)不穩(wěn)定、飛濺增多等問(wèn)題，這要求激光焊接設(shè)備具有較高的穩(wěn)定性和精確性。而創(chuàng)鑫激光利用紫笛數(shù)字光斑能量分布的特點(diǎn)，進(jìn)行多種熔點(diǎn)、導(dǎo)熱率、反射率差異較大的材料焊接，實(shí)現(xiàn)了在50mm／s的焊接速度下，焊縫美觀、無(wú)飛濺、且焊后的機(jī)械性能可靠，熔接效果極佳。

由此可見(jiàn)，憑借在核心器件及激光器等領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累，創(chuàng)鑫激光能夠?yàn)榭蛻籼峁└痈咝Х桨浮⒔鉀Q行業(yè)痛點(diǎn)問(wèn)題。而在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)的紅海中，幫助用戶提升激光加工效率，優(yōu)化加工工藝僅僅只是紫笛數(shù)字光斑技術(shù)價(jià)值體現(xiàn)的一部分，而對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)的深度應(yīng)用和廣泛開(kāi)拓，才是彰顯創(chuàng)鑫激光前瞻視野和宏大格局的關(guān)鍵所在。

焊接工藝革命：開(kāi)放的數(shù)字光刀

行文至此，或許有不少人認(rèn)為，紫笛數(shù)字光斑只不過(guò)是一項(xiàng)能夠?qū)崿F(xiàn)光斑自由可調(diào)的技術(shù)。面對(duì)新興的應(yīng)用領(lǐng)域，盡管無(wú)需專門(mén)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商的介入，但本質(zhì)上仍需依賴創(chuàng)鑫激光對(duì)相應(yīng)工藝特性進(jìn)行封裝，這似乎給人一種“一家獨(dú)大”的錯(cuò)覺(jué)。然而，創(chuàng)鑫激光并未采取這樣的做法。

從2023年國(guó)內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，價(jià)格戰(zhàn)后疲態(tài)正逐步顯現(xiàn)，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)仍在日益加劇，業(yè)內(nèi)也流行著這樣一句話：國(guó)內(nèi)市場(chǎng)真的太“卷”了。作為曾經(jīng)的高附加值產(chǎn)業(yè)，激光行業(yè)似乎正逐漸步向夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)的境地。部分廠商在追求降本的路徑上漸行漸遠(yuǎn)，不斷進(jìn)行垂直整合、橫向并購(gòu)的發(fā)展模式，極大程度地降低了企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。同時(shí)，也有廠商在硬件比拼的賽道上忘我奔襲，追求單一特性極限，以此搶占更多的市場(chǎng)份額。這樣的產(chǎn)業(yè)生態(tài)是非常不利于激光行業(yè)發(fā)展，導(dǎo)致今年眾多激光相關(guān)企業(yè)普遍感受到前所未有的困難。

面對(duì)行業(yè)瘋狂內(nèi)卷，唯有從技術(shù)和工藝層面不斷提升用戶體驗(yàn)，才能持續(xù)保持競(jìng)爭(zhēng)力。出于對(duì)市場(chǎng)趨勢(shì)和自身發(fā)展的深刻認(rèn)識(shí)，當(dāng)同行還在不斷堆硬件，磨鋒刃之時(shí)，創(chuàng)鑫激光已然脫離工業(yè)應(yīng)用最高功率、高功率高亮度技術(shù)最強(qiáng)等純硬件比拼，轉(zhuǎn)向更高層面的工藝技術(shù)以及更高格局的開(kāi)放戰(zhàn)略，為激光技術(shù)開(kāi)發(fā)更多的應(yīng)用場(chǎng)景、發(fā)揮更充足的加工優(yōu)勢(shì)而努力。

全面開(kāi)放數(shù)字光斑自定義能力的核心意義在于：打破行業(yè)內(nèi)工藝封閉、一家獨(dú)大、全行業(yè)被套娃的現(xiàn)狀，幫助設(shè)備廠商形成自身差異化價(jià)值優(yōu)勢(shì)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)回歸價(jià)值本位。

紫笛數(shù)字激光作為一種靈活可變的激光，設(shè)備廠商可以根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域、所需光斑特性自行編寫(xiě)，且封裝在工藝卡上，形成差異化優(yōu)勢(shì)，完美匹配不同應(yīng)用需求。通過(guò)總線型智能應(yīng)用工藝控制器實(shí)現(xiàn)自定義激光器，高速靈活地對(duì)激光光刀全維度操控，并加密封裝確保絕對(duì)安全。

創(chuàng)鑫激光宣布全面開(kāi)放可自由編輯的端口，并可編輯、自定義電路和軟件，意味著設(shè)備廠商在實(shí)現(xiàn)自主可控激光器的同時(shí)，也可以形成差異化的獨(dú)門(mén)工藝。通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，除了能夠幫助下游用戶快速迭代自身產(chǎn)品，開(kāi)拓新興行業(yè)市場(chǎng)，也能讓激光行業(yè)再度呈現(xiàn)“百花齊放”的盛況。

僅從上述在解決復(fù)雜材料焊接難題上所展現(xiàn)的非凡實(shí)力來(lái)看，創(chuàng)鑫激光憑借紫笛數(shù)字激光技術(shù)，已經(jīng)開(kāi)啟了引領(lǐng)焊接工具的新革命。隨著這一技術(shù)的深入應(yīng)用與不斷創(chuàng)新，我們有理由相信，創(chuàng)鑫激光將繼續(xù)引領(lǐng)焊接行業(yè)走向更高峰，開(kāi)啟全新的焊接時(shí)代。

小結(jié)

無(wú)休止的惡性競(jìng)爭(zhēng)無(wú)法推動(dòng)激光行業(yè)的進(jìn)步，唯有不斷創(chuàng)新才是推動(dòng)行業(yè)向前發(fā)展的正道。紫笛數(shù)字光斑技術(shù)的誕生，為激光行業(yè)指明了良性發(fā)展的道路。創(chuàng)鑫激光的蛻變之旅意味著，只有跳脫出局限的思維，才能綻放出耀眼的光芒。作為一個(gè)充滿活力和潛力的行業(yè)，我們需要的不是跟風(fēng)，而是能夠找到新的破局方向。

未來(lái)，紫笛數(shù)字光斑技術(shù)將推動(dòng)激光技術(shù)與更多行業(yè)深度融合，助力企業(yè)攻克更多核心技術(shù)難題，從而進(jìn)一步拓寬激光技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。在不斷提升自身競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，做大激光市場(chǎng)，推動(dòng)激光產(chǎn)業(yè)更加繁榮昌盛，使中國(guó)制造在全球舞臺(tái)上更具影響力。

審核編輯 黃宇