全球制造業(yè)每年的切削加工費用，達到4000億美元以上，其中刀具費用為200億美元左右。發(fā)達國家制造業(yè)近年來(lái)大量采用現代高效切削刀具來(lái)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，每年為制造業(yè)節約成本達1000億美元，遠遠高于在刀具上的投入。
全世界刀具市場(chǎng)需求正在不斷增長(cháng)中。其中歐洲、北美國家增長(cháng)穩定，特別是東歐國家，亞洲市場(chǎng)略有回升，市場(chǎng)潛力很大，拉美國家市場(chǎng)明顯增長(cháng)，尤其是墨西哥。對此，在過(guò)去的一年中，刀具市場(chǎng)之所以需求增長(cháng)緩慢，主要是因為刀具壽命增加，再有就是用戶(hù)針對整個(gè)制造過(guò)程提出要求，取代了許多的機床和刀具。以及多功能刀具的應用增多，替代了很多以往單功能的簡(jiǎn)單刀具。今后用戶(hù)將更加強調生產(chǎn)廠(chǎng)對刀具的研究和發(fā)展，不僅是在材料和表面涂層技術(shù)領(lǐng)域，而且也在刀具產(chǎn)品及其生產(chǎn)工藝過(guò)程方面，注重生產(chǎn)實(shí)踐，將幫助刀具制造廠(chǎng)增加在它們所熟悉領(lǐng)域中的市場(chǎng)競爭力。在技術(shù)更新方面，硬質(zhì)合金刀具逐漸取代高速鋼刀具，特別是圓形刀具。涂層刀具的應用越來(lái)越普遍，在歐洲，高速加工用新型刀具市場(chǎng)占有量不斷增長(cháng)。
廠(chǎng)商方面的動(dòng)態(tài)。從刀具制造商合作方式來(lái)看，在高新領(lǐng)域市場(chǎng)將出現很多大公司強強聯(lián)合。目前國內市場(chǎng)對中高檔模具的需求量很大，根據預測，“十二五”期間，模具市場(chǎng)總的趨勢平穩向上，但要求國產(chǎn)模具必須在質(zhì)量、交貨期等方面滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。而且，家電、汽車(chē)、塑料制品行業(yè)對模具需求最大。國際市場(chǎng)方面，近年來(lái)，工業(yè)發(fā)達國家的人工費用增加，其正向發(fā)展中國家特別是東南亞國家轉移。其國內以生產(chǎn)高、精模具為主，人工勞動(dòng)投入量大的模具依靠進(jìn)口解決。因此，中低檔的模具國際市場(chǎng)潛力十分巨大。只要國產(chǎn)模具的質(zhì)量能夠有提高，交貨期能夠保證，模具出口的前景是十分樂(lè )觀(guān)的。此外，國際市場(chǎng)模具標準件的需求量也很大。
目前，我國只有少量出口。在新的世界經(jīng)濟一體化浪潮中，全球制造業(yè)加速向中國大陸地區轉移已是大勢所趨，中國也將逐步發(fā)展成為世界級的制造業(yè)基地。優(yōu)勢明顯的廣東特別是珠江三角地區，將在十年之內發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。同時(shí)，由于近年來(lái)我國每年用近10億美元進(jìn)口模具，其中精密、大型、復雜、長(cháng)壽命模具占多數，所以從減少進(jìn)口角度出發(fā)，這類(lèi)高檔模具，五金工具在市場(chǎng)的份額比例也將逐步增大。未來(lái)，我國的模具及數控刀具產(chǎn)業(yè)也將位列世界前茅。
超高能、超短脈沖——這兩者的結合讓超短脈沖激光近幾年為生產(chǎn)和醫療帶來(lái)了全新應用方向。世界領(lǐng)先激光、光電展LASER World of PHOTONICS將于2013年5月13-16日在慕尼黑展覽中心舉行，期間將展示在激光脈沖時(shí)間縮短，功率提升之后帶來(lái)的各種可能應用。同期（2013年5月12-16日），觀(guān)眾將有機會(huì )參加在臨近的慕尼黑國際會(huì )議中心舉行的光學(xué)技術(shù)大會(huì )，通過(guò)6大會(huì )議，2500多場(chǎng)精彩演講，了解最新技術(shù)發(fā)展。
自出現以來(lái)，激光就一直是用戶(hù)們的寵兒：它非常精確，使用高度集中的能量，尤其適合各種極為復雜的任務(wù)。但是它也有問(wèn)題：溫度可以嚴重損壞甚至毀掉材料和人體組織，從而使其應用大大受限——但超短脈沖激光的出現改變了這一切。它能夠發(fā)出皮秒級別以下的脈沖，能夠在過(guò)熱前切入或去除材料。
“市場(chǎng)上的產(chǎn)品，尤其是那些皮秒級別的，現在已經(jīng)可以用于工業(yè)生產(chǎn)，而且在日以繼夜地使用中，”TRUMPF微工藝應用高級經(jīng)理Christof Siebert說(shuō)。他在大會(huì )期間將主持“短脈沖激光系統的最新應用”研討會(huì )。該會(huì )議在C2大廳會(huì )議室舉行，時(shí)間是2013年5月13日（14:00 – 16:00）。
超短脈沖激光的不斷發(fā)展是“激光系統和生產(chǎn)工程”展區（C1和C2館）的重點(diǎn)展出內容，同時(shí)在光學(xué)技術(shù)大會(huì )“生產(chǎn)中的激光2013”會(huì )議上也將對這一技術(shù)做深入探討。
越來(lái)越短的脈沖，不斷提高的功率
Siebert說(shuō)道，“目前的普遍趨勢是提高平均功率來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)力和效率。第二則是更短的脈沖以適應更多的敏感性材料，從而擴大工業(yè)應用范圍。”
對Fraunhofer激光研究所材料清除與焊接部部長(cháng)Arnold Gillner博士而言，技術(shù)主要是向500W平均功率發(fā)展。“在Fraunhofer，我們已經(jīng)推出了1KW飛秒激光的原型機，”Gillner補充說(shuō)。他將和Siebert一起主持超短脈沖激光相關(guān)的會(huì )議。“對科學(xué)家來(lái)說(shuō)，主要的問(wèn)題是如何將更高功率的超短脈沖激光用于工件處理，以達到更高的燒蝕質(zhì)量。”Fraunhofer研究所將在展會(huì )上介紹兩種滿(mǎn)足上述條件的辦法：光束偏轉速度超過(guò)300m/s的超快速掃描系統，和能使加工并行的多光束光學(xué)系統。
除可行性外，成本也無(wú)庸置疑是最近技術(shù)發(fā)展的重要一環(huán)。例如，Jenoptik公司一位專(zhuān)家就指出，它們的目標是使用更高能的激光，從而提高生產(chǎn)率，以抵消飛秒激光投資帶來(lái)的成本。就性能穩定性而言，飛秒激光現在已經(jīng)能夠“24小時(shí)/7天全時(shí)完美運行”。此外Jenoptik還將自己的D2盤(pán)形激光器系統的激光脈沖頻率提高到了500 kHz 以上，并將輸出功率提高了25%。Jenoptik 還開(kāi)發(fā)了一系列的新型透鏡使其高能激光全石英透鏡組得到完善。
無(wú)劈裂分離組成材料
超短脈沖激光界的領(lǐng)頭羊IMRA公司副總裁Gyu C. Cho說(shuō)，超短脈沖激光最適合的領(lǐng)域是透明材料和極硬/脆材料的處理。Cho博士從該技術(shù)中看到了全新的可能性。過(guò)去使用傳統激光分離可能帶來(lái)燒毀或邊緣劈裂 ，而IMRA所生產(chǎn)的飛秒激光器一般具有20W的平均功率和50微焦耳的脈沖功率，杜絕了這種現象。Cho博士說(shuō)，最早受益于超短脈沖激光的行業(yè)包括顯示器生產(chǎn)和半導體及微電子行業(yè)。
超短激光脈沖毫無(wú)疑問(wèn)可以用于各種玻璃或易碎材料。現在在智能手機上廣泛使用的更薄、更硬的玻璃就是一個(gè)例子：“像TruMicro Series 5000這樣的皮秒激光器就很適合切割玻璃板。該技術(shù)能夠避免金剛石或持續或長(cháng)脈沖激光切割時(shí)帶來(lái)的微小裂痕”，Trumpf 公司專(zhuān)家Christof Siebert解釋說(shuō)。
超短脈沖激光醫療應用興起
該技術(shù)也給醫藥和醫療結束帶來(lái)了極大好處。其中最重要的是“在屈光性白內障手術(shù)中使用該技術(shù)，”相干公司營(yíng)銷(xiāo)總監Matthias Schulze博士說(shuō)。這種應用在過(guò)去一到兩年已經(jīng)成為醫療激光方面發(fā)展最快的技術(shù)。它能保證在“更換眼內透鏡后視力提升更高。”Schulze說(shuō)。例如，使用該技術(shù)就可以更精確的切割以糾正散光，從而使得眼內透鏡能完美貼合。他預計在未來(lái)：“微型激光器將讓我們能夠用上更小的手術(shù)臺，而更高的激光脈沖率則能進(jìn)一步縮短手術(shù)時(shí)間。”
用戶(hù)往往對技術(shù)的益處所知甚少
在MIKROLAS創(chuàng )新論壇上，來(lái)自Munster的咨詢(xún)公司LOTSE在其為Rostock焊接研究所所做的調查報告中說(shuō)明，生產(chǎn)商和用戶(hù)通過(guò)展會(huì )交換意見(jiàn)和信息相當重要。他們的調查發(fā)現：超短脈沖激光主要是在在實(shí)驗室和技術(shù)開(kāi)發(fā)部門(mén)出現。目前，“唯一值得一提的應用是皮秒水平的，”LOTSE董事總經(jīng)理Josef Gochermann博士說(shuō)。其主要原因就在于缺乏了解：“超短脈沖激光的潛在用戶(hù)對該技術(shù)的可能性以及自己能夠從中得到的益處還知之甚少。”Gochermann解釋說(shuō)。
LASER World of PHONTONICS慕尼黑國際應用激光、光電技術(shù)博覽會(huì )暨光學(xué)技術(shù)大會(huì )將全面展現超短脈沖激光最新發(fā)展和潛在用途，用戶(hù)可充分利用該機會(huì )了解相關(guān)信息。 |
