精密加工趨勢化已是必然

精密機械加工，是用加工機械對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。精密機械加工一般應用于復雜零件的生產和制成品的整裝，主要應用領域有汽車、消費電子、航空、醫(yī)療等行業(yè)。

隨著自動化、智能化時代的產業(yè)升級，精密加工的要求也越來越高，逐漸朝著更高的精度，更高的效率而發(fā)展?，F(xiàn)階段的許多精密加工技術都已經是以納米為單位的，但仍然朝著突破界限往深亞微米方向發(fā)展。據(jù)相關權威數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2018年全球精密機械加工市場規(guī)模為2160億美元，同比增長1.9%。

精密加工趨勢化發(fā)展已成必然，激光技術在其中具有絕對重要的優(yōu)勢。

隨著消費電子、新型顯示、生物醫(yī)療、3D打印、高端裝備等新應用的發(fā)展，激光制造從宏觀加工向精密加工、超精密加工發(fā)展已成為必然發(fā)展趨勢。在傳統(tǒng)的宏觀加工和精密加工并存的階段，超快激光已經成為精密加工的重要方向！

超快激光技術在精密加工中的優(yōu)勢

超快激光是精密加工領域新一代主流技術：超快激光器是指輸出激光的脈沖寬度在皮秒（10-12秒）級別、或小于皮秒級別的脈沖激光器，根據(jù)輸出激光的脈寬不同，超快激光器又可分為皮秒激光器、飛秒激光器、阿秒激光器等。作為一種新興的材料加工技術手段，超快激光是能量激光領域最重要的技術方向之一，在加工方面有著顯著優(yōu)勢。

首先，我們來了解一下激光精密加工技術的優(yōu)勢

激光精密加工的優(yōu)勢

(1)加工的對象范圍廣,幾乎所有的金屬材料和非金屬材料如鋼材、耐熱合金、陶瓷、寶石、玻璃、硬質合金及復合材料都可以加工。

(2)加工精度高,在一般情況下均優(yōu)于其他傳統(tǒng)的加工方法,如電火花加工、電子束加工等。

(3)屬于非接觸加工,無工具磨損,熱影響區(qū)和變形很小,因而能加工十分微小的零部件。而且激光束能量可控制,移動速度可調。

(4)自動化程度高,可以用計算機進行控制,加工速度快,工效高,可很方便地進行任何復雜形狀的加工。

(5)大部分激光器可與光導纖維系統(tǒng)組合使,具有革新性的纖維傳送系統(tǒng)與激光器結合大大增加了激光加工系統(tǒng)的方便性與靈活性,這種組合系統(tǒng)對于工業(yè)上的多工作臺同時加工及機器人或機械手操縱非常理想。

超快激光作為激光行業(yè)增長最快的細分領域之一，其應用場景不斷落地，市場快速增長，廣泛地應用于醫(yī)療生物、航空航天、消費電子、照明顯示、能源環(huán)境、精密機械等行業(yè)。

應用場景

超快激光的應用前景巨大,可用于智能手機觸摸屏切割、薄膜刻蝕、太陽能電池晶圓劃片、電路板微鉆孔等，以及在微納結構、生物科研、醫(yī)療器具等等，一些應用已經在生產中大顯神通，新的應用不斷涌現(xiàn)，將持續(xù)提升微納與精密加工制造技術的新高度。

1、超快激光在消費電子的應用（電路板、柔性薄膜、玻璃、藍寶石、平板顯示器等）

2、超快激光在特殊材料的應用（陶瓷、半導體、光敏聚合物、易脆材料、特殊金屬等）

3、超快激光在生命科學的應用（心血管支架、精細手術刀、光刀手術等）

在消費電子領域

全球消費電子產業(yè)發(fā)展迅速，消費電子產品朝著高集成化、高精密化方向升級，其產品內構件越來越小巧，精密度、電子集成度越來越高。在產品研發(fā)中，更輕、更薄、更便攜是設計師的追求目標，由此帶來了新材料、新工藝的不斷進步。消費電子行業(yè)中廣泛應用的柔性材料、硬脆透明材料等，使加工變得日益高、精、尖、難。而超快激光技術的發(fā)展為消費電子行業(yè)的精密加工帶來了更好的解決方案。

1、超快激光超精細特種制造：超快激光微納加工是一種超精細特種制造技術，可以加工特種材料，實現(xiàn)特殊結構和特定的光、電、機械等性能。該技術雖然可以不再依賴材料來制造工具，拓寬了被加工材料種類，而且無磨損可變形等優(yōu)點。

2、百瓦級超快光纖激光器及其應用：近年來，超快光纖激光器憑借其獨特的加工效果，在消費類電子、新能源、半導體及醫(yī)療等領域廣泛應用。包括超快光纖激光器在柔性電路板、OLED顯示屏、PCB板、手機屏幕異性切割等精細微加工領域的應用。

3、超快激光在玻璃加工中的應用：5G技術的發(fā)展和終端需求的快速增長，推動半導體器件和封裝技術發(fā)展，對玻璃加工的效率和精度提出了更高的要求。而超快激光加工技術可以很好地解決上述問題，成為5G玻璃加工的優(yōu)質選擇。

4、激光精密切割在電子行業(yè)的應用：高性能光纖激光器，可根據(jù)精密薄壁金屬管和異形管的設計圖形進行高速高精度激光切割、鉆孔等激光微細加工，也可以進行小幅面的精密平面切割。而后者是專業(yè)應用于精密平面薄壁器械的高速度、高精度激光微加工設備，可加工不銹鋼、鋁合金、鎢、鉬、鋰、鎂鋁合金、陶瓷等多種常見應用于電子器械領域的平面材料。

5、超快激光在全面屏異形加工中的應用：IPhonex開啟了全面異形屏的新趨勢，也促進了異形屏切割技術的不斷進步與發(fā)展。

6、陶瓷材料表面激光打印導電線路的技術及應用：陶瓷材料具有熱導率高、介電常數(shù)低、機械性能強、絕緣性能好等眾多優(yōu)點，已發(fā)展成為新一代集成電路、半導體模塊電路及功率電子模塊的理想封裝基材，陶瓷電路板封裝技術也得到了廣泛關注和迅速發(fā)展！

在特殊材料的應用

在非金屬加工領域，薄脆性材料的激光加工備受關注。隨著智能手機、LED照明、平板電腦、以及可穿戴設備等消費電子產品的不斷發(fā)展迭代，玻璃、藍寶石和陶瓷等材料，憑借著自身具備的獨特優(yōu)質屬性而獲得了廣泛應用，比如堅硬的鋼化玻璃用作于智能手機的顯示屏；堅硬且化學性質穩(wěn)定的陶瓷用于制作電子零部件襯底和絕緣材料；堅硬耐劃的藍寶石用于LED襯底、手機攝像頭保護玻璃、智能手機顯示屏、智能手表的蓋板玻璃等。

玻璃、陶瓷、藍寶石等薄脆性非金屬材料的精密加工，通常使用超快激光。超快激光脈沖持續(xù)時間極短，在納秒、皮秒甚至是飛秒級別，將適度的激光能量作用在材料表面，通過打斷材料的化學鍵而實現(xiàn)材料去除目的，在這個過程中，激光能量還來不及向加工范圍周圍傳遞，加工過程便已結束，因此產生的熱量幾乎可以忽略不計，材料不會產生熱損傷。隨著這些脆性材料在LED、智能手機、可穿戴設備等產品中的應用越來越多，致力于這類脆性材料加工的激光器、激光系統(tǒng)及相關科研機構也不斷增多，他們的努力也促進了激光技術在脆性材料加工領域不斷突破。

綜述

近年來，超快激光技術發(fā)展極為迅速，其平均功率不斷提高，脈沖寬度范圍不斷拓展，重復頻率和加工效率大大增加，已經從實驗室的嬌貴儀器逐漸成為實用可靠的工業(yè)級產品。超快激光技術與創(chuàng)新應用研究代表當今激光前沿技術的發(fā)展方向。

超快激光應用前景巨大，可用于智能手機觸摸屏切割、薄膜刻蝕、太陽能電池晶圓劃片、電路板微鉆孔等，以及在微納結構、生物科研、醫(yī)療器具等等，一些應用已經在生產中大顯神通，新的應用不斷涌現(xiàn)，將持續(xù)提升微納與精密加工制造技術的新高度。

隨著超快激光器的生產工藝逐漸成熟，成本逐漸下降，未來有望廣泛地應用于醫(yī)療生物、航空航天、消費電子、照明顯示、能源環(huán)境、精密機械等下游行業(yè)。

LFWC觀點：

中國是超快激光器最大的應用市場：超快激光高精度的特點，尤其適用于3C產品的制造，而中國是全球最大的3C產品的生產基地，每年全球超過90%的智能手機和筆記本電腦在中國生產，集成電路、面板的高端產能近年來也正大規(guī)模向國內轉移，帶來了智能制造、精密制造的巨大應用市場。

目前，消費電子產品正朝著高精密化、高輕薄化、高集成化方向升級，薄膜材料、硬脆透明材料和特殊薄金屬材料等新型材料逐漸得到大規(guī)模應用。作為一種非接觸式工藝的激光加工技術，憑借高效率、高精度、熱效應小和空間選擇性等獨一無二的優(yōu)勢，是上述新型材料加工的理想工藝手段。隨著技術的逐漸成熟和成本不斷下降，超快激光市場有望在未來幾年迎來爆發(fā)。