原创 B端C端通吃的蓝光激光

2024-4-22 17:05 373 1 1 分类: 消费电子 文集: 艾迈斯欧司朗最新资讯

技术突围,要选择优势充分发挥领域,比如动力电池加工,比如激光雕刻。

2月7日,根据韩国研究机构SNE Research发布的最新数据显示,2023年全年,全球登记的电动汽车(EV、PHEV、HEV)动力电池装车量约为705.5GWh,同比增长38.6%。

动力电池市场的飞速发展,也将用于激光焊接的蓝色激光再次推向了聚光灯下。

1、动力电池加工,前景广阔

以动力电池焊接为例,焊接质量的决定因素除焊接工艺外,在于激光器选型,例如针对铜材料焊接的蓝光激光器应用。

“传统的红外光纤激光器在加工电池时会因为焊接出现飞溅,从而容易造成电池正负极间的短路”艾迈斯欧司朗资深系统方案工程师薄赛说道,“而蓝激光不会引发飞溅,所以相对于电池来说也更为安全。”

确实,采用450nm波长的蓝光激光光源,可以在导热模式下熔化铜材料,从而可以精确调整薄铜材料的熔池几何形状。

稳定的能量吸收和导热过程的精确控制对于深熔焊接薄铜材料尤其重要,正是因为它有助于防止因高压而导致对薄材料的切断或飞溅的产生。

此外,相比于工业加工常用的红外光源,金属材料在450nm处蓝光的吸收率普通提升。

比如铜和金两种金属,它们在1064nm光纤激光器的波段, 吸收率非常低,只有百分之2点几和百分之十。

但是在450nm蓝光波段,大家可以看到它的吸收率非常高,可以达到60%~70%,这个特性也决定了蓝激光能带来更好的加工效果。

同时,蓝激光有着宽大的工艺窗口,可以处理动力电池制造的每个阶段,能焊接更厚和多种材料,如铜、金和几毫米厚的不锈钢。它是制造动力电池、电池外壳以及电池组和电池集成的理想选择。

“这也使得蓝光激光在工业市场的前景可观。”

2、持续投入,5.5W可期

应对潜力市场,艾迈斯欧司朗目前在蓝激光应用主推以下3款产品,分别是TO56封装的2W产品,TO90封装的5W产品和COSA封装的5W产品(如下图所示)

2W的PLPT5 447 KA适用于一些中小功率需求应用,比如景观照明中的星空灯以及小功率手电设备等。

对于高功率需求场景,比如激光雕刻、材料加工等通常是选用艾迈斯欧司朗的TO90产品。

COSA封装的产品可以满足更高的功率需求,但是仍存在加工封装难度较高的局限性。

“艾迈斯欧司朗观察到了蓝激光雕刻、材料加工等市场的持续增长前景,因此我们仍会持续投入和研发新产品,包括将于今年推出的5.5W新品。”薄赛介绍道。

3、协同研发,为客户“脱帽”

蓝激光作为新兴技术路线,其工业应用仍是新兴应用,因此客户也经常会提出不同需求。

以TO封装产品为例,在底座中间会有一个凸台,激光芯片就是焊接在这个凸台上面(如下图右侧所示),即它的“帽子”(形象说法)。

在一般应用中,客户会对其中的激光光束进行准直,起初是在“帽子”外面搭配非球面的透镜进行准直,但是经过长期使用,发现这样处理之后得到的光斑质量一般。

“经过系统测试,发现其实在离芯片最近的位置,也就是芯片出光的位置进行准直之后效果最佳。”

如果由客户将“帽子”去掉,一方面,因为凸台是通过电阻焊焊接的,在去掉的过程中,碎屑、金属等都有可能影响到芯片本身,甚至影响芯片寿命;另一方面,此番操作也会相应延长生产周期。

相比这一系列工艺不良率很高的操作,对应此类需求的定制化就显得尤为可贵。

因此,艾迈斯欧司朗单独定制了一个不带“帽子”的产品。客户在拿到产品,整合光学后再将“帽子”焊接好。如此一来,不仅减少了工艺复杂度,提升了产品良率,最终产品的光学效果也接近COSA封装,更进一步确保了产品寿命,一举赢得市场好评。

4、心有猛虎,也可细嗅蔷薇

除了在新能源材料加工领域中大有作为,在更接近普通消费者的家用等市场,激光雕刻机增长迅速。

对于普通消费者来说,如果有一台性能均衡的设备,可以方便他们去加工基本上所有的材质,那简直就是正中心意。

面对消费者的需求,市场上几乎一致选定了以蓝光激光器作为切入点。

众所周知,近几年全球的经济环境不佳,但蓝激光雕刻应用,从几年前近乎于0的市场一路增长到现在,它的增长是呈几何倍数的。

“而且我们根据市场反馈预测,近几年它的增长潜力还是很大,仍会持续增长,所以这也带来市场很关心的一个问题——我可以做些什么生意?或者说我可以开发哪类产品?”

上图中左一,即艾迈斯欧司朗客户提供的产品图。据悉,这是一种导轨桌面式产品方案,近几年在市场终端应用中反馈很不错。

疫情叠加经济的影响,让更多人意识到“向内求索”和“安顿自己”的重要性。DIY手工,因为能承载情感寄托和表达,一时风靡。

“用激光雕刻去实现很多创意想法,这类工具需求的增长非常迅速。”

也随之延伸出了便携式激光雕刻类的产品。这类产品一般以扫描振镜的方式,通过两个高速运行的马达带动镜片,让光束聚焦之后的点在物体上飞快移动,从而实现物品雕刻。

用以针对便携类场景需求,更能替代一部分传统耗材产品,比如像传统的喷码打印,现在就可直接用激光雕刻来替代,不仅无需耗材,还能在多种材质上都实现较好的雕刻效果,它的速度更可以达到桌面式产品的十倍以上。

*消费者于艾迈斯欧司朗活动现场体验手持激光雕刻机

如下所列的加工效果图,“都是由我们的客户提供的实际测试效果图。”

从上图也可看出,基于蓝光激光雕刻机对于材料加工而言主要分2大应用:

第一就是雕刻,通过在类似真皮或者橡胶等材料表面有预案的灼烧,烧出所需的图案;

第二就是切割,比如在木材或者亚克力材料上切割出特定的形状,例如积木、字谜、摆件等。

下图正是目前用在消费者终端市场的一个激光模组。

一般情况下,主流激光模组的功率都在5W~60W之间。但薄赛表示,因为激光器价格的下降,市场上主流激光模组的功率正逐年上升。

“我们起初开发消费者终端市场时,主流的蓝光激光模组功率还是5W或者10W,第二年就到了20W,2023年基本就以20W和30W为主,后面可见的趋势都将以40W或60W为主,功率在逐年增加。”

这种势头也让蓝光激光器不仅在一些新兴市场迎来增长,更会取代一部分原有产品,比如像切割亚克力的二氧化碳激光器,苦于其寿命短、价格高,目前很多客户都已经转用基于蓝光的大功率模组来取代。

这部分市场前景同样不容小觑。

作者: 艾迈斯欧司朗, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4027149.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

文章评论0条评论)

登录后参与讨论
EE直播间
更多
我要评论
0
1
关闭 站长推荐上一条 /6 下一条