20世紀以來,繼原子能、計算機、半導體之后,激光被稱為人類的又一重大發明。它是“最快的刀”、是“最準的尺”、“最亮的光”……
激光的原理早在1916年已被著名的美國物理學家愛因斯坦發現,但直到1960年激光才被首次成功制造。在有理論準備和生產實踐迫切需要的背景下,激光應運而生。一經問世,便獲得了超乎尋常的飛速發展,不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生,而且整個新興產業的出現也使得各行各業發生了巨大的變化。激光正在讓人們有效地利用前所未有的先進方法和手段,去獲得空前的效益和成果,從而促進生產制造的發展和轉型。
目前全球激光產業的下游需求,主要集中在激光加工、光通訊、激光測量、激光器、激光元部件、激光醫療等。作為全球最著名的先進生產工藝控制設備供應商之一,MKS的產品被廣泛應用于各種半導體器件生產,平板顯示器,光學儲存介質,玻璃鍍膜,光電產品等生產設備及制藥和醫學成像設備。MKS前瞻性的創新開發,使其產品一直處于全球技術領先地位。
Spectra-Physics展示兩大方向:材料加工依然是激光應用的主要方向
Spectra-Physics是MKS(萬機儀器)旗下的子公司,成立已逾55年,是第一家商業激光器公司,其分部遍及世界各地。每年制造并部署數以千計的激光器,服務于要求嚴苛工業應用領域,包括激光器、半導體、平板顯示器、PCB、醫學和汽車等。在最先進的潔凈室設施中制造激光器,廣泛的光學鍍膜能力(設備、流程和專門知識),Spectra-Physics目前實現了較高的光學損傷閾值和精度色散控制 — 紫外、超快和高能量激光器的必備條件。采用嚴苛的方法,包括 5S、統計流程控制和精益制造 – 成果是平均約 99% 的按時交付績效和平均約 1% 的保修成本。對于爬坡量產,Spectra-Physics在實現快速增容方面具有廣泛的經驗,可以支持消費類電子產品等嚴苛產業中的技術和產品要求。
在2018上海慕尼黑光博會上, Spectra-Physics光譜物理公司作為目前激光器及器件領先的供應商,主要展示了產品的兩個方向。
其中一個是高功率紫外(UV)納秒激光器,這是一款45W高功率紫外調諧激光器,能夠以高重復速率無噪音運作;另外是一款小尺寸整合包裝產品,從性價比和可靠性方面來看,是一款很實用的激光器。對于一些消費類電子產品的制造應用(如印刷電路板等)非常有幫助。這也是目前Spectra-Physics紫外激光器產品組合中的最新款產品組合。其中包括功率從1W到60W用于微加工的單模紫外激光器等。另一產品方向,就是工業用超短脈沖、超快激光器。產品包括皮秒激光器、飛秒激光器,這兩種高功率激光器加工過程不會造成任何損傷區域,也不會對鉆頭造成損壞。另外,Spectra-Physics展出的一款全新100W飛秒激光器,通過這款激光器,不僅可以獲得最高的加工質量,而且還能獲得很高的加工產量。質量和產量兩手抓,可以說是非常完美的方向了!
從此次整個展會的產品范圍來看,材料加工依然是激光應用的主要方向。微加工仍然是Spectra-Physics的關鍵領域,也是產品的主要方向。Spectra-Physics產品營銷高級總監 Herman Chui在接受OFweek激光網的采訪時表示,微加工是一個重要的領域,因為諸如消費電子產品、移動設備、顯示器、半導體、印刷電路板等行業對激光器的需求正在不斷增加,并且還需要增加小空間的功能,以及更具吸引力的成本,才能吸引更多廠商。Herman Chui認為,市場需要的關鍵產品方向,要么是紫外激光器這樣的短波長,要么是從長脈沖到皮秒激光器,然后是飛秒激光器。目前Spectra-Physics的納秒、皮秒、飛秒以及IR綠色和紫外線激光器這四種激光器組合,真正涵蓋了上述應用領域。
應用領域廣泛,激光加工還能玩出新花樣?
激光技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術,應用領域極其廣泛,在此不再贅述。而激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及作為光源,識別物體等的一門技術,傳統應用最大的領域便是激光加工技術。傳統上看,它的研究范圍一般可分為激光加工系統和激光加工工藝。
一直以來, Spectra-Physics在激光器方面擁有多年的經驗和技術積累。除了擁有一支專注創新的團隊,同時也負責將產品推向市場,不僅有高性能,還包括獨特的性能,而且還有具吸引力的成本以及極高的可靠性,這也是Spectra-Physics產品面向市場的優勢方面。正是Spectra-Physics的創新能力,加上MKS的整體實力,才造就了市場上少有的大規模批量生產的實力。
目前,中國已經成為全球重要的激光應用市場。在眾多應用領域中,對于激光器企業、對于Spectra-Physics來說,中國都是一個非常重要的市場。隨著市場需求的不斷發展,在當下流行的智能手機全面屏和OLED屏中,激光加工還能夠發揮什么樣的作用?還能玩出怎樣的新花樣呢?
長久以來,Spectra-Physics一直關注著中國市場,并且已在中國建立了一個團隊。通過產品及支持服務,在中國獲得更多的市場,為用戶提供更多的服務。在應用方面,Spectra-Physics產品營銷高級總監 Herman Chui認為,微加工應用不管是對于智能手機、移動設備,還是顯示設備、OLED屏都非常重要,它們需要借助激光器進行加工,而這也是Spectra-Physics目前及未來將會重點關注的領域。
工業4.0預測:高端制造轉型帶給激光重大機遇
隨著智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,傳統制造業已經逐漸轉型,朝著智能制造的方向發展。智能制造在制造過程中能進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作共事,去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新,擴展到柔性化、智能化和高度集成化。
近年來,隨著國內正在積極興建智能裝備產業集群,區別于傳統的產業集群,各大產業參與進來的智能裝備產業集群,以新型產業為主導,聚集了各大中小企業,創新活動也比以前更多,以此推進高端制造轉型。
對于智能制造化的趨勢,同樣給激光行業帶來重大發展機遇。面對“智能化”帶來的機遇與挑戰,Spectra-Physics的激光器也在進行積極的演變和發展,先進的診斷功能也是Spectra-Physics能為客戶提供支持的方面,確保他們的工業生產應用順利進行,后續還將繼續開發更先進的應用。
對于未來的規劃和布局,Herman Chui表示,對于過去一年高達18-19億美元的營業額來講,Spectra-Physics龐大的規模不言而喻,還為工業應用以及一些先進科學應用提供關鍵組件。目前Spectra-Physics已經歸屬MKS旗下,通過借助MKS的能力,以及在中國構建基礎設施的實力,Spectra-Physics將在未來為客戶提供卓越服務。比如,在中國設立了一個工廠,一個MKS工廠,并且展開了激光器業務,能夠為中國客戶應用提供相關支持,同時設立激光器支持和服務中心。因此,Spectra-Physics未來的規劃是繼續擴大中國市場,為中國客戶提供更具有吸引力的產品,通過幫助客戶的成功,進而使Spectra-Physics取得更大的成功。
毫無疑問,智能制造不僅是各大制造業的發展方向,也是激光智能化制造的發展方向。對于工業4.0時代的即將到來,Herman Chui認為,Spectra-Physics生產的激光器具有數據記錄功能,因此可以對激光器的性能進行遠程診斷。這也是工業4.0中的智能工廠正在努力開展的方面,比如:如何展開生產、溝通以及正常運行時間性能的維持等。Spectra-Physics生產的激光器正在朝著這些方面努力前進!