西安中科微精光子科技股份有限公司展开,介绍了其飞秒激光精密制造技术的优势、发展历程、取得的成果,以及在国产化和产业链自主可控方面的努力和面临的挑战,还提及了公司在民用领域的拓展情况。
在一个展示厅里,一道绿色的激光光束如灵动的舞者般快速“飞舞”着。仅仅几分钟的时间,一根火柴的表面便神奇地出现了一排清晰的字迹,而火柴竟然丝毫没有被点燃。这神奇的一幕,正是飞秒激光精密制造技术的魅力体现。
在西安中科微精光子科技股份有限公司(以下简称“中科微精”)的展厅内,该公司总经理助理李珊热情地向来访者介绍道:“超短脉冲与材料相互作用的时间极为短暂,在加工过程中,热量还没来得及累积,作用就已经结束了。所以,飞秒激光精密制造拥有着无可比拟的优势。”
回溯到2015年3月9日,中科微精依托“西光模式”正式成立。自成立以来,公司便将全部精力投入到超快激光高端精密制造装备的研发、生产与服务中。凭借着如此精密的加工过程,在国产大飞机发动机、我国首颗先进天基太阳天文台“夸父一号”卫星等一系列“大国重器”的背后,都能看到中科微精的身影。
近日,记者走进中科微精,深入探访这一系列“大国重器”背后所蕴含的高超科创技术。
(图:中科微精车间)
中科微精在成立之初,就将目光聚焦在国家重大战略工程对高端装备的迫切需求上。在国家、中国科学院、陕西省等各界资源的大力支持下,公司科研团队攻坚克难,相继攻克了制约飞秒激光工程化应用的多项核心技术。并且,中科微精率先在国内研制出系列化飞秒激光极端制造高端装备,成功填补了国内在这一领域的空白。
在采访过程中,记者了解到,飞秒激光的本质其实是“光束的冷加工”。通常情况下,如果采用长脉冲激光来加工精密部件,会产生热效应,导致加工后的表面质量粗糙,且精密程度相对较低。
而飞秒激光采用的是千万亿分之一秒的脉冲激光束,它与近视手术飞秒激光本质同源,但能量密度有所不同。其加工过程具有低热损伤、高精度、柔性可控、广泛材料适用性等显著的技术特征。
李珊表示,中科微精一直专注于飞秒激光加工技术及应用的研究。公司攻克了超短激光产生技术、激光精细加工技术、液晶空间光调制技术等核心技术,并且自主研制出30W工业化飞秒激光器、高速高精度扫描模块、空间光调制器等核心部件。此外,中科微精还在国内率先推出了三轴至七轴飞秒激光高端制造装备。
“这一系列的成果,不仅实现了我国飞秒激光精密制造装备从0到1的突破,也为航空航天、电子、汽车等领域高精度低损伤加工提供了‘支点型’制造手段。”李珊自豪地说道,“尤其解决了空天发动机热端部件复杂微结构超精细低损伤制造的行业难题,有力地助推国产大飞机早日换上‘中国芯’。”
记者注意到,中科微精是国家制造业转型升级基金在陕西省直投的首家企业。工商信息显示,国家制造业转型升级基金曾于2022年7月领投中科微精,该轮融资金额近2亿元。
在中科微精的融资历程中,众多知名投资机构纷纷看中了中科微精在支持我国制造业升级转型中的重要角色与技术优势。西科控股、中科创星、西高投、哇牛资本、陕西鸿创、日出安盛资本、中信聚信、航发资管、西安财金、大数长青等投资机构都参与其中。
产业链自主可控难点在于协同
记者了解到,在全球范围内,工业激光装备正在广泛地渗透和替代传统加工设备,逐渐成为新一代“工业母机”。
目前,中国激光装备市场规模已超千亿元。随着核心部件性能不断提升、成本逐渐降低、智能化程度日益提高等趋势的发展,切割、焊接、熔覆、增材、清洗、微加工等大量应用场景都在加速渗透,市场规模有望迎来进一步的大幅度增长。
然而,激光设备的国产化和产业链自主可控仍然是整个行业极为关注的重要命题。
对于激光设备行业国产化和自主可控这一重大命题,李珊感触颇深。她表示,中科微精在实现零部件国产化与产业链自主可控之前,曾遭遇过不少难题。
“我们曾经去采购设备零部件和数控加工机床,结果用户第一时间想到的还是海外品牌,仍然认为只有海外品牌才能满足客户的需求。这说明我们国产品牌还有很长一段路要走。”李珊无奈地说道。
李珊还称:“在刚开始研制飞秒激光设备时,市面上能适配的激光器我们都尝试过,最终仍然有几个参数指标难以完全符合标准,最后不得已自己组建团队自己研发。”
2017年8月,中国科学院西安光机所和行业专家共同成立了数字光场调控领域子公司西安中科微星光电科技有限公司。
2020年9月,中国科学院西安光机所瞬态光学国家重点实验室核心团队及业内专家共同组建了西安中科聚能激光科技有限公司,聚焦工业级高功率、大能量超快激光器及核心器件的研发、生产及销售。
2022年,中科微精收购了中科微星及中科聚能。自此,中科微精实现了光生产、光调控、光应用三大产业链环节的“自主可控”,也实现了核心部件的国产化。
除了在航空航天领域的应用外,中科微精近年来也在不断向汽车、医疗、消费类电子等民用领域拓展。其广东全资子公司主要负责开拓民用电子封装业务。据李珊介绍,广东子公司也于2024年创下了成立以来的最好营收成绩。
本文介绍了中科微精在飞秒激光精密制造领域的技术优势、发展历程和取得的成果。公司攻克多项核心技术,实现了飞秒激光精密制造装备从0到1的突破,为多个领域提供了重要制造手段。同时,中科微精在国产化和产业链自主可控方面虽面临挑战,但通过自身努力取得了显著进展,还积极拓展民用领域,展现出良好的发展态势。
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