國(guó)產(chǎn)激光器助力金屬3D打印成本突破，南極熊專訪杰普特

南極熊導(dǎo)讀：激光器,、振鏡等3D打印行業(yè)中的核心零部件,，在整機(jī)設(shè)備（金屬）中占據(jù)40%左右的成本,，特別是在齒科金屬3D打印機(jī)中，更有可能占據(jù)到50%,。如果采用國(guó)產(chǎn)核心元器件,，那么金屬3D打印機(jī)的價(jià)格就會(huì)得以大幅下降。目前,，齒科機(jī)的價(jià)格,，由五六年前進(jìn)口激光器配置的200萬(wàn)元一臺(tái)，降到了30萬(wàn)元左右,，下降近90%,，同時(shí)加工效率和加工效果也同步有所提升。齒科技工所得以大批量用來(lái)生產(chǎn)義齒等產(chǎn)品,。據(jù)南極熊發(fā)布的《全球金屬3D打印機(jī)裝機(jī)量超2萬(wàn)臺(tái),，中國(guó)廠商占比大幅增長(zhǎng)》，國(guó)內(nèi)多家齒科金屬3D打印機(jī)廠商出貨超1000臺(tái),，成為金屬打印應(yīng)用最大的行業(yè)之一,。

2023年12月11日，南極熊到深圳龍華的科姆龍科技園的深圳市杰普特光電股份有限公司,，對(duì)3D打印行業(yè)銷售總監(jiān)羅惠民進(jìn)行了專訪,。

杰普特成立于2006年，2019年在科創(chuàng)板上市,，也是首家以激光器為核心產(chǎn)品的民營(yíng)上市公司,。杰普特主營(yíng)業(yè)務(wù)是各品類激光器、高端光學(xué)智能裝備,、光纖器件,，2022年?duì)I收達(dá)11.7億，是國(guó)產(chǎn)激光器的龍頭廠商之一,。激光器產(chǎn)品中,，包括脈沖光纖激光器、連續(xù)/準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器、固體激光器,、半導(dǎo)體激光器,、固體超快激光器、光纖飛秒激光器及綠光激光器,；其中金屬3D打印機(jī)中大部分用到的均是連續(xù)光纖激光器,。

△連續(xù)光纖激光器。杰普特連續(xù)光纖激光器是光,、機(jī),、電、軟的優(yōu)化組合,。通過(guò)控制接口及標(biāo)配軟件可對(duì)激光器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警提示,，并可對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集記錄。在此基礎(chǔ)上還可對(duì)實(shí)際輸出的真實(shí)功率進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋,，并可做到實(shí)時(shí)閉環(huán)調(diào)節(jié)以進(jìn)一步保證功率輸出的穩(wěn)定性,。激光器采用水冷散熱設(shè)計(jì)，具有電光轉(zhuǎn)換效率高,、能耗較低,，光纖柔性傳導(dǎo)輸出、免調(diào)節(jié)維護(hù),、便于客戶集成使用,，是工業(yè)激光切割、焊接,、3D打印及其它應(yīng)用的理想光源

△杰普特其他激光器產(chǎn)品

羅惠民告訴南極熊,，“現(xiàn)在激光器也非常卷了！價(jià)格非常透明,，例如傳統(tǒng)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)切割焊接類客戶,，可以把激光器的元器件成本給你算得清清楚楚。各大激光器廠商價(jià)格戰(zhàn)打得火熱,，所以,，杰普特最近幾年的連續(xù)激光器產(chǎn)品研發(fā)完善，主要聚焦在新能源,、光伏等高要求行業(yè)應(yīng)用上,，另外一方面在類似于3D打印此類有潛力、有要求的細(xì)分行業(yè)深挖,，了解客戶需求痛點(diǎn),，從激光器端想辦法為客戶產(chǎn)品賦能�,！�

金屬3D打印對(duì)激光器要求較高

對(duì)于金屬3D打印機(jī)來(lái)說(shuō),，同功率下水冷激光器比風(fēng)冷激光器的穩(wěn)定性方面會(huì)更可靠。有些廠商會(huì)覺(jué)得使用風(fēng)冷光纖激光器，可以減少一個(gè)水機(jī),，從而省了幾千塊錢整機(jī)物料成本,，減少整個(gè)金屬3D打印機(jī)的體積。但是風(fēng)冷激光器會(huì)存在一些潛在的風(fēng)險(xiǎn)：例如金屬粉末打印的環(huán)境中,，會(huì)有粉末漂浮,，如果風(fēng)道設(shè)計(jì)不盡合理，粉塵進(jìn)入激光器內(nèi)部,，激光器就會(huì)遭受重大破壞,，而且風(fēng)冷激光器基本是通過(guò)風(fēng)扇主動(dòng)散熱，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的風(fēng)噪有要求時(shí)并不是很好的選擇,。相同功率的情況下,，風(fēng)冷激光器想要做到跟水冷激光器一樣的輸出功率和高穩(wěn)定性，成本相比水冷結(jié)構(gòu)的激光器會(huì)更高,，所以綜合下來(lái)采用風(fēng)冷激光器的整機(jī)成本并不會(huì)比采用水冷激光器的方案更有優(yōu)勢(shì),。

金屬3D打印機(jī)對(duì)激光器的要求,，比切割焊接一類的要高很多：

輸出的光束質(zhì)量,，M2需要小于1.1，現(xiàn)在杰普特針對(duì)3D打印行業(yè)批量出貨激光器普遍做到1.06-1.09,。
市面常見(jiàn)的激光器長(zhǎng)時(shí)間功率浮動(dòng)大約在3%-5%,；但3D打印一般都會(huì)需要長(zhǎng)時(shí)間工作，功率浮動(dòng)要求在2%甚至1%以內(nèi),，特別是如果單臺(tái)金屬機(jī)搭載2臺(tái)或者4臺(tái)激光器,，每臺(tái)都有一定的誤差的話，打印出來(lái)的效果就會(huì)很差,，一致性要求非常高,。

所以，杰普特針對(duì)3D打印行業(yè)推出的激光器均有對(duì)光束質(zhì)量,、光斑圓度,、功率線性度、功率穩(wěn)定性等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,，以滿足客戶穩(wěn)定生產(chǎn)的需求,。針對(duì)一些要求更高的應(yīng)用場(chǎng)景也有與之適配的高配版激光器。同時(shí),，杰普特也在同步與客戶一起開(kāi)發(fā)針對(duì)多臺(tái)激光器和多套振鏡的同源控制器,，以解決目前大幅面拼接矯正比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)象。

國(guó)產(chǎn)激光器在3D打印行業(yè)應(yīng)用普及的阻礙

現(xiàn)在,，國(guó)產(chǎn)的激光器質(zhì)量也很不錯(cuò)了,，目前打印尺寸比較小的金屬3D打印機(jī)，例如齒科機(jī)器，已經(jīng)完成了國(guó)產(chǎn)替代,，設(shè)備整體的價(jià)格也有很大的降幅,。但是一些大尺寸的金屬機(jī)，目前多數(shù)還是選擇使用進(jìn)口的激光器,。

△中國(guó)易加三維M1550金屬3D打印機(jī)成型倉(cāng),，打印尺寸可達(dá)1550mm*1550mm*1000mm，16束激光正在同時(shí)掃描打印,。使用的激光器和振鏡都是進(jìn)口

雖然國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠商也已經(jīng)開(kāi)始重視使用國(guó)產(chǎn)的激光器,，但是會(huì)出現(xiàn)一個(gè)非常重要的問(wèn)題——激光器實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)，但是振鏡跟不上,。

“很多設(shè)備商客戶都有測(cè)試過(guò)國(guó)產(chǎn)的激光器,，其性能已可以替代進(jìn)口，雖然激光器省了點(diǎn)成本,，但是振鏡大多數(shù)還是得用進(jìn)口的,，設(shè)備商客戶反饋國(guó)產(chǎn)振鏡的精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性與進(jìn)口的還是存在差異，尤其是在一些多頭的大型設(shè)備上這樣的差異會(huì)更加明顯,。終端客戶知道激光器是國(guó)產(chǎn)了,，就會(huì)說(shuō)這是國(guó)產(chǎn)核心元器件的設(shè)備，以此壓價(jià),，不利于設(shè)備商賣出更好的價(jià)格,。所以一些金屬3D打印機(jī)廠商就干脆不省這點(diǎn)錢，還是進(jìn)口配置,。除非等激光器和振鏡都能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,，能夠配套一起了，整體的價(jià)格幅度降下來(lái)比較大的時(shí)候,，大家才會(huì)大面積使用起來(lái),。”

是國(guó)產(chǎn)激光器的質(zhì)量跟不上嗎,？也并不是的,。不少?gòu)S商已經(jīng)在小批量切換國(guó)產(chǎn)激光器，其最關(guān)心的還是激光器的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性,，短期內(nèi)終端客戶對(duì)大型金屬打印設(shè)備的價(jià)格并不是很敏感,，所以大批量切換往往需要很長(zhǎng)時(shí)間，這就延緩了國(guó)產(chǎn)替代的進(jìn)程,。對(duì)于大尺寸的金屬機(jī),，例如250mm幅面以上的，多數(shù)都還是使用進(jìn)口的激光器,。

航空航天,、軍工一類的下游高附加值應(yīng)用客戶,，對(duì)設(shè)備價(jià)格不是太敏感，也是愿意使用進(jìn)口的激光器,。像醫(yī)療行業(yè),，例如齒科，對(duì)設(shè)備價(jià)格就非常敏感,，這類客戶就會(huì)更愿意采用國(guó)產(chǎn)激光器的方案,，目前齒科行業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口；工業(yè)應(yīng)用,，如模具,、汽車、電子等行業(yè),，國(guó)產(chǎn)激光器的替代還有一段路要走,。

激光器的下一步創(chuàng)新

對(duì)于激光器下一步的技術(shù)發(fā)展，杰普特也進(jìn)行了布局：

AOB激光器：激光輸出光斑為環(huán)形,，內(nèi)外環(huán)激光獨(dú)立可控,，輸出光斑單模/多模可調(diào),。相較目前主流500瓦激光器的方案,，可以讓金屬3D打印的填充效率提升數(shù)倍。
多臺(tái)激光器和多套振鏡使用一部控制器來(lái)控制,，實(shí)現(xiàn)1拖4或者更多,，提高響應(yīng)速度和控制精度的同時(shí)也可以降低“多頭”聯(lián)調(diào)的調(diào)節(jié)難度。

金屬3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展,，給激光器帶來(lái)增量市場(chǎng)

有人曾經(jīng)向南極熊表示，“3D打印激光器需求將不少于傳統(tǒng)行業(yè),！”

作為一個(gè)激光器的龍頭廠商,，杰普特在金屬3D打印類的激光器年銷量也只在1000臺(tái)左右；而其他行業(yè)每年數(shù)萬(wàn)甚至更多,。也許,，未來(lái)有一天，3D打印行業(yè)用到的激光器數(shù)量,，可能會(huì)慢慢追趕上其他行業(yè),，一年可能就需要數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)臺(tái)。

“我們杰普特有個(gè)特點(diǎn),，不會(huì)盲目的追求降成本打價(jià)格戰(zhàn),，我們非常注重品牌和口碑，也一直在不斷完善和提高,，給客戶更穩(wěn)定的產(chǎn)品及更優(yōu)質(zhì)的服務(wù),。先把產(chǎn)品做好,，把行業(yè)做精，然后始終以激光核心技術(shù)驅(qū)動(dòng),，持續(xù)為客戶創(chuàng)造價(jià)值,，給我們的客戶賦能。希望南極熊幫杰普特傳達(dá)我們對(duì)金屬3D打印市場(chǎng)的重視,，有更多的廠商愿意嘗試使用國(guó)產(chǎn)激光器,。”