國產激光器助力金屬3D打印成本突破，南極熊專訪杰普特

南極熊導讀：激光器、振鏡等3D打印行業(yè)中的核心零部件，在整機設備（金屬）中占據40%左右的成本，特別是在齒科金屬3D打印機中，更有可能占據到50%。如果采用國產核心元器件，那么金屬3D打印機的價格就會得以大幅下降。目前，齒科機的價格，由五六年前進口激光器配置的200萬元一臺，降到了30萬元左右，下降近90%，同時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生產義齒等產品。據南極熊發(fā)布的《全球金屬3D打印機裝機量超2萬臺，中國廠商占比大幅增長》，國內多家齒科金屬3D打印機廠商出貨超1000臺，成為金屬打印應用最大的行業(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3D打印行業(yè)銷售總監(jiān)羅惠民進行了專訪。

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品的民營上市公司。杰普特主營業(yè)務是各品類激光器、高端光學智能裝備、光纖器件，2022年營收達11.7億，是國產激光器的龍頭廠商之一。激光器產品中，包括脈沖光纖激光器、連續(xù)/準連續(xù)光纖激光器、固體激光器、半導體激光器、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、電、軟的優(yōu)化組合。通過控制接口及標配軟件可對激光器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控及報警提示，并可對運行數據進行收集記錄。在此基礎上還可對實際輸出的真實功率進行實時反饋，并可做到實時閉環(huán)調節(jié)以進一步保證功率輸出的穩(wěn)定性。激光器采用水冷散熱設計，具有電光轉換效率高、能耗較低，光纖柔性傳導輸出、免調節(jié)維護、便于客戶集成使用，是工業(yè)激光切割、焊接、3D打印及其它應用的理想光源

△杰普特其他激光器產品

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

金屬3D打印對激光器要求較高

對于金屬3D打印機來說，同功率下水冷激光器比風冷激光器的穩(wěn)定性方面會更可靠。有些廠商會覺得使用風冷光纖激光器，可以減少一個水機，從而省了幾千塊錢整機物料成本，減少整個金屬3D打印機的體積。但是風冷激光器會存在一些潛在的風險：例如金屬粉末打印的環(huán)境中，會有粉末漂浮，如果風道設計不盡合理，粉塵進入激光器內部，激光器就會遭受重大破壞，而且風冷激光器基本是通過風扇主動散熱，對設備運行的風噪有要求時并不是很好的選擇。相同功率的情況下，風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，成本相比水冷結構的激光器會更高，所以綜合下來采用風冷激光器的整機成本并不會比采用水冷激光器的方案更有優(yōu)勢。

金屬3D打印機對激光器的要求，比切割焊接一類的要高很多：

• 輸出的光束質量，M2需要小于1.1，現在杰普特針對3D打印行業(yè)批量出貨激光器普遍做到1.06-1.09。
• 市面常見的激光器長時間功率浮動大約在3%-5%；但3D打印一般都會需要長時間工作，功率浮動要求在2%甚至1%以內，特別是如果單臺金屬機搭載2臺或者4臺激光器，每臺都有一定的誤差的話，打印出來的效果就會很差，一致性要求非常高。
  

所以，杰普特針對3D打印行業(yè)推出的激光器均有對光束質量、光斑圓度、功率線性度、功率穩(wěn)定性等參數進行優(yōu)化，以滿足客戶穩(wěn)定生產的需求。針對一些要求更高的應用場景也有與之適配的高配版激光器。同時，杰普特也在同步與客戶一起開發(fā)針對多臺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時費力的現象。

國產激光器在3D打印行業(yè)應用普及的阻礙

現在，國產的激光器質量也很不錯了，目前打印尺寸比較小的金屬3D打印機，例如齒科機器，已經完成了國產替代，設備整體的價格也有很大的降幅。但是一些大尺寸的金屬機，目前多數還是選擇使用進口的激光器。

△中國易加三維M1550金屬3D打印機成型倉，打印尺寸可達1550mm*1550mm*1000mm，16束激光正在同時掃描打印。使用的激光器和振鏡都是進口

雖然國產設備廠商也已經開始重視使用國產的激光器，但是會出現一個非常重要的問題——激光器實現了國產，但是振鏡跟不上。

“很多設備商客戶都有測試過國產的激光器，其性能已可以替代進口，雖然激光器省了點成本，但是振鏡大多數還是得用進口的，設備商客戶反饋國產振鏡的精度和長期穩(wěn)定性與進口的還是存在差異，尤其是在一些多頭的大型設備上這樣的差異會更加明顯。終端客戶知道激光器是國產了，就會說這是國產核心元器件的設備，以此壓價，不利于設備商賣出更好的價格。所以一些金屬3D打印機廠商就干脆不省這點錢，還是進口配置。除非等激光器和振鏡都能實現國產替代，能夠配套一起了，整體的價格幅度降下來比較大的時候，大家才會大面積使用起來�！�

是國產激光器的質量跟不上嗎？也并不是的。不少廠商已經在小批量切換國產激光器，其最關心的還是激光器的長時間穩(wěn)定性，短期內終端客戶對大型金屬打印設備的價格并不是很敏感，所以大批量切換往往需要很長時間，這就延緩了國產替代的進程。對于大尺寸的金屬機，例如250mm幅面以上的，多數都還是使用進口的激光器。

航空航天、軍工一類的下游高附加值應用客戶，對設備價格不是太敏感，也是愿意使用進口的激光器。像醫(yī)療行業(yè)，例如齒科，對設備價格就非常敏感，這類客戶就會更愿意采用國產激光器的方案，目前齒科行業(yè)基本實現了國產替代進口；工業(yè)應用，如模具、汽車、電子等行業(yè)，國產激光器的替代還有一段路要走。

激光器的下一步創(chuàng)新

對于激光器下一步的技術發(fā)展，杰普特也進行了布局：

• AOB激光器：激光輸出光斑為環(huán)形，內外環(huán)激光獨立可控，輸出光斑單模/多模可調。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倍。
• 多臺激光器和多套振鏡使用一部控制器來控制，實現1拖4或者更多，提高響應速度和控制精度的同時也可以降低“多頭”聯(lián)調的調節(jié)難度。
  

金屬3D打印產業(yè)發(fā)展，給激光器帶來增量市場

有人曾經向南極熊表示，“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臺左右；而其他行業(yè)每年數萬甚至更多。也許，未來有一天，3D打印行業(yè)用到的激光器數量，可能會慢慢追趕上其他行業(yè)，一年可能就需要數萬甚至數十萬臺。

“我們杰普特有個特點，不會盲目的追求降成本打價格戰(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)定的產品及更優(yōu)質的服務。先把產品做好，把行業(yè)做精，然后始終以激光核心技術驅動，持續(xù)為客戶創(chuàng)造價值，給我們的客戶賦能。希望南極熊幫杰普特傳達我們對金屬3D打印市場的重視，有更多的廠商愿意嘗試使用國產激光器�！�

國產激光器廠商

值得思考

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