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成立于2018年的江苏珠峰光电科技有限公司,是一家专注激光熔覆和激光淬火的年轻企业。虽然成立至今只有7年时间,但公司已经是国家级高新技术企业。在国内激光行业内卷的当下,公司把握市场机遇、找准发展方向,为客户提供激光头、成套解决方案和代加工服务,“多管齐下”为企业的持续发展奠定基础。
“入场”时机很重要
珠峰光电以做激光熔覆头起家,后来参与了江苏丹阳的企业创新项目并最终在该市“落户”。公司选择激光熔覆和激光淬火两个细分赛道,一方面是基于对当时整体市场的考量,当时国内激光切割和激光焊接的厂家数量众多,行业趋于饱和、竞争激烈;另一方面,也是因为公司创始人毕业后,在一家激光熔覆企业做了多年,积累了技术经验,同时又具备光路设计方面的知识。
那时,全国上下做激光熔覆和激光淬火的企业数量不多。对于珠峰光电而言,切入行业的时机很重要。2023年,公司又通过了“国家级高新技术企业”的评定,成为该省又一具备创新实力的激光企业。之后,公司不断提升产能和研发能力,并且拥有了厂房和加工车间,用于日常的代加工和整机装配,同时方便客户现场打样。
公司自主研发的激光熔覆头
公司销售总监贺峰介绍,激光熔覆主要有两个应用场景,一个是新品制造,待加工零件表面需要耐磨或者耐腐蚀涂层。这时,零件的基材可以使用价格并不贵的金属材料,之后在需要耐磨的地方再用激光熔覆使用贵金属材料给零件加一层。这样操作的好处是成本优势。另一个是零件修复,一些传动轴和其他零件使用时间长了都有磨损,也可以使用激光熔覆修复。还有一些零件在机加工过程中做超差了(零件直径做小了),同样需要激光熔覆做增厚。
从行业上来说,但凡是和金属材料打交道的行业,如电力、钢厂、风力、船舶等几乎都能找到激光熔覆的应用。具体到工件,比如轴类零件、平面零件,齿轮、传动轴,还有阀门,都可以用激光熔覆做相应的加工。
企业发展还需核心竞争力
2020年前使用激光熔覆设备的国内企业主要是大型企业。这些企业原先在表面处理方面积累了一定的技术经验(喷涂),引入激光熔覆和激光淬火设备是很好的补充。另外,大型煤矿和石油公司对表面加工的需求旺盛,多种原因加快了公司的业务发展。疫情后,由于行业整体的产能比较过剩,无论是激光头还是整机设备的价格逐步下降,得以让许多做维修的中小型企业,比如修矿机和修电机的公司纷纷购入设备。因此,近两年激光熔覆和激光淬火在行业内得到了快速普及。
贺峰谈到,从公司视角看,未来几年行业只会越来越卷,最终也会像激光切割和激光焊接市场那样。这个时候,就需要企业在产品质量和性能上“精益求精”,在特殊领域和特殊应用方面开拓出特殊工艺。公司需要紧跟市场发展趋势,推出适合行业发展需要的产品和技术。国内激光熔覆和其他激光细分市场一样,一开始行业都是野蛮生长,相关的技术标准和规范没有建立。但贺峰相信随着行业的不断成熟和技术迭代,无论是设备标准还是工艺参数,包括材料的选型都会形成标准化,从而减少对个体经验的依赖。
“鱼和熊掌”不可兼得
说到激光熔覆,有些读者可能会联想到高速激光熔覆。经贺峰介绍,2020年的时候行业的确曾经出现过对高速熔覆的呼声,那是因为当时传统激光熔覆效率低,相比电镀并不具备明显优势。高速熔覆对工艺要求尤其是工装精度要求特别高,许多应用场景并不适用。由于转速高,有时候未能实现材料的充分熔覆,与预期效果存在一定偏差。
之前,公司就收到一些客户的反馈,熔覆层容易剥落。这是因为高速熔覆时,激光融化后的材料和工件表面贴合性差所导致的。另外,激光熔覆的工件重量轻则几百公斤重则多达一吨,高速熔覆的安全性也是其中重要的考虑因素。所以,现在行业采用的普遍做法是使用宽带大功率熔覆设备。降低速度,提升功率。
这样一来,熔覆的实际厚度比高速熔覆的层厚要厚。采用宽带激光熔覆的矩形光斑,用大功率最大可以达到到12kW,整体效率会有比普通点光斑的激光熔覆要快很多。目前,国内做激光熔覆的企业大多也都是在牺牲一定速度的前提下,确保熔覆质量。虽然企业都希望加工效率越高越好,但生产端需要落到实处,综合效率和质量综合来看,并不能一味地追求速度快。
国产设备越做越好
在贺峰看来,整套系统里的激光源、激光头和送粉(送丝)机构都很重要。光源决定了出光后的光束质量,又决定了光束整形后的整体质量效果;激光头的好坏决定了加工过程中粉末的利用率,加工表面的平整度;送粉机构的均匀性,又会对最后的熔覆质量产生重要影响。
要想实现好的产品质量,三者缺一不可,都要进行设备部件之间的调试,这也是珠峰光电的强项,可以为客户提供定制化的整体解决方案。激光头、送粉机构和光学设计,相互之间都是相辅相成的。如果不在现场经过反复调试,很难达到理想效果。比如,熔覆后的材料硬度没有达到粉末厂家的硬度,这可能是因为材稀释率过高,导致粉末性能未能达到要求,这和激光器跟激光头都有关系。
现在,公司通过激光头的独创设计,比如在光学上使用双准直系统,大大降低了出光时的偏焦概率,确保出光后能量的分布均匀。就光束整形而言,公司通过自主研发的积分铜镜将普通的圆形光斑整形成矩形光斑,适用于需要大面积熔覆的场景需求,比如农用刀具等。
现在,公司除了激光光源需要外部采购外,其余配件和系统大多实现了自主研制。一路发展至今,公司也是见证了国产激光器品质的不断提升,从最初的功率衰减明显到现在的稳定输出,出光光束质量越来越好。目前,有的国产激光器也能做到“冗余设计”,在实际出光功率不足的情况下,可以做到功率补偿,确保加工质量。
对于激光行业的其他企业来说,珠峰光电可以说是一家年轻的公司,但凭借敏锐的市场观察和判断,让这家企业能够在内卷时代下依然能“越活越好”。这或许能给其他企业带来一些思考。未来,珠峰光电也将继续紧跟市场趋势发展,在产品和技术上推陈出新,为国内广大用户推出更好的产品和服务。
来源:荣格-《国际工业激光商情》
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