本刊評論文章

       當下，智能手機市場已進入到存量競爭階段，智能機滲透率已經超過7成，屏幕從3.5吋升級到6吋這一手機形態的極限尺寸、CPU從單核升級到了八核64位，存儲升級到128G，攝像頭從30萬像素到了1300萬像素……智能手機的技術和性能日新月異，升級換代的周期越來越短。

自2007年，蘋果公司開發了自己的第一臺智能手機后，手機系統和應用程式的智能化便開始了，后來Google公司推出了安卓系統，也逐漸在其它手機品牌推廣開來。智能手機的爆發性增長大約是從2010年蘋果公司的iPhone4開始的，iPhone4在設計、運作速度、性能、制作工藝等都比上一代iPhone有了質的飛躍。其后三星、HTC、華為、小米、聯想等公司相繼加入智能手機市場。

表1:2014年中國智能手機銷售排行

表2：2007年9月與10月中國手機銷售十大廠商

入“勢”者興，出“勢”者衰！

我們可以看到，在彩屏按鍵機年代叱咤風云的諾基亞、摩托羅拉、索尼愛立信、LG、夏新等幾大品牌幾乎被人遺忘。三年前，還傳出諾基亞拍賣總部大樓以籌集資金，而在2013年9月，微軟宣布收購諾基亞大部分手機業務，也正式宣告諾基亞“已逝”。

諾基亞等品牌的衰落，主要原因是什么呢？如果我們說手機技術的發展有一個“勢”，從小屏到大屏，從按鍵到觸屏，從簡易系統到智能系統，核速度當然是越來越快。早年，諾基亞自主研發的Symbian(塞班)系統風靡一時，搶得了先機，索愛、諾基亞、摩托羅拉以及松下等公司基本上都采用了Symbian為主的操作系統。而到智能手機時代，以蘋果IOS和Google安卓系統為主，諾基亞未能推出自己的智能系統，選擇了少有人使用的WP系統，在機型創新上也少有建樹。在這一輪從按鍵手機到智能手機的技術革命的趨勢中，諾基亞已經錯過了機遇，它沒有入“勢”，最終落得如此境地。

激光發展的“勢”

當前在工業加工領域，這幾年激光技術的異軍突起，讓我們看到了類似手機行業發展那樣的技術革新的趨勢。

隨著國家利好政策的落實和行業技術水平的提高，激光技術和裝備極大的滿足了生產發展過程中工作精度和運轉精度提升的要求。激光產業屬于新興的朝陽產業，市場需求巨大，利潤可觀。激光技術與眾多新興學科相結合，激光切割、激光打標、激光焊接、激光雕刻等技術應用將在工業生產、交通運輸、通訊、信息處理、醫療衛生、軍事及文化教育等領域得到更深入的應用，進而提高傳統行業的自主創新能力，適應全球化的發展潮流，形成新的經濟增長點。

由于激光具有功率密度高、方向性好、清潔、高效、環保等突出特點，激光加工技術取代傳統加工技術的趨勢日益加快，尤其隨著微電子行業向納米尺度發展，激光加工技術在微電子領域內的運用更是優勢明顯。用激光束對材料進行各種加工，如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。這幾年，基于機床的車、銑、刨、磨，火焰切割、等離子切割、水刀切割、電弧焊等在一定程度上已被激光技術替代。從歐美國家制造業技術發展路徑看，在可預見的未來10年，激光加工應用在中國將繼續保持迅速增長。

相比于傳統加工方法，激光加工具有許多顯而易見的優點。

1、適應性強，加工的對象范圍廣，除金屬、非金屬材料外，還可進行透明材料的加工；

2、加工精度高，可聚焦到微米級的光斑；

3、非接觸加工，無工具磨損，熱影響區小，變形??；

4、自動化程度高，與機器人、數字控制等先進技術相結合，可實現自動化加工；

5、整機緊湊、設計靈活；

6、維護方便，運行成本低。 

激光應用：以手機制造為例

目前，激光加工已廣泛用于激光打標、激光打孔、激光切割與焊接、材料表面改性、激光快速成型、激光復合加工等方面。上面提及的智能手機中的激光加工技術集中體現了激光加工的諸多技術特點。

作為現代微電子行業的一個代表性成果，手機制造業不僅體現了光電子行業的最新技術成果，同時也集成了機械、美學、工業設計等多學科的特點，在智能手機各組件的制造過程中，激光加工技術隨處可見，例如手機外殼切割、打標、焊接、主機板制造、鍵盤芯片標記及聽筒、耳機、飾件的雕刻與打孔等等。目前，手機制造技術正向個性化、智能化方向發展，在關鍵元件制備中，激光加工可以保證加工工藝對高分辨率、高可靠性、低損傷加工的要求。特別是近年來高功率、高能量紫外、深紫外和超快激光加工技術的發展，基于這些激光器的激光加工技術更促進了智能手機制造技術的發展。

2013年，美國專利和商標局周二發布了一份蘋果公司的最新專利申請，詳細闡述了一種可以用作鉸鏈的柔性材料，以此為MacBook等設備開發無縫外殼。

可以借助特制的機器在堅固材料上用激光切割出“柔性開口”，從而實現咬合功能，獲得類似于鉸鏈的效果。

除了可以開發出無縫外殼外，蘋果公司還聲稱這種工藝可以縮小設備的尺寸。如果使用傳統工藝，經常會因為鉸鏈而增加整體設備尺寸。這樣一來，MacBook的外殼將不再包含黑色的塑料鉸鏈，而是采用一塊無縫的鋁片將屏幕與機身相連。

雖然MacBook是這項發明的明顯受益者，但該專利也指出，其他一些設備也有可能利用這項技術，包括智能手機、電視機和游戲機。該專利申請文件還表明，該材料可以應用于生產耳塞與耳機線相連的部分，減少損壞的幾率。

目前，手機外殼都使用激光打標，紫外激光打標機發出的紫外激光由于聚焦光斑極小,且加工熱影響區微乎其微，因而紫光可以進行超精細打標、特殊材料打標，是對打標效果有更高要求的客戶首選產品。UV紫外激光沒有熱作用產生，打標切割的結果精密、光滑，側壁陡直，不會產生熱效應，不會產生燒焦問題，除了銅以外，很多材料對355nm的紫外光是吸收的，所以UV的紫外激光能適合加工更多的材料類型。

激光打標加工與傳統的機械加工相比較:

1、非接觸加工可在任何規則或不規則表面進行，且加工后工件不會發作內應力,有用的維護了工件的正本情況.；

2、因其體積小,移動性好,很便利就可以與出產線上的其他設備集成，前進出產線的自動化程度；施行產品單個辨認編號

3、激光器本身的運用壽數很長,通常的都能抵達3W個小時或以上,對環境無任何的污染；

4、加工效率高,核算機操控下的激光光束可高速移動。

5、具有極好的環保性分外在食物工作,將是替代油墨機的最有未來的機器.節約能源，避免了化學污染；也可減少噪聲污染。

6、打標加工等的符號清楚、耐久、美麗，并可有用防偽才干；

7、工作加工時的工作本錢低激光加工都為一次成型，所以能耗小，工作本錢低。

8、因激光的體積小活絡,與其他設備聯絡的開發速度快激光技術和核算機技術的聯絡，用戶只在核算機上輸入即可完結激光輸出，并可隨時轉換計劃，從根本上替代了傳統的加工制作進程，為縮短產品升級換代周期和柔性出產供應了便利東西。

9、打標加工精度高激光能以極細光束作用于材料表面，最細線寬可抵達0.01mm。為精密加工開創了廣闊的運用空間。

10、維護本錢低,絕少的售后疑問出現,售后的配件本錢低,像我公司都是本錢價的售后方式.

11、可加工的材料非常多.包含了一切的金屬,非金屬及其他格外的材料。 

金屬板材加工：激光切割已成主流

激光切割技術廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質量?，F代的激光成了人們所幻想追求的“削鐵如泥”的“寶劍”。

目前激光切割機隨著加工需求的不斷提高，已經被廣泛的運用于日常的加工維護中，而激光切割憑借低廉的成本、高效的生產率和靈活的操作成為工業加工的追求。在造船、汽車制造等工業中,常使用百瓦至萬瓦級的連續CO2激光器對大工件進行切割,既能保證精確的空間曲線形狀,又有較高的加工效率。對小工件的切割常用中、小功率固體激光器或CO2激光器。在微電子學中，常用激光切劃硅片或切窄縫，速度快、熱影響區小。用激光可對流水線上的工件刻字或打標記，并不影響流水線的速度，刻劃出的字符可永久保持。

一企業以生產變形車為例:如果零件完全用模具制作，不但成本上升而且時間方面也不能滿足用戶要求。因此，有些零件或工序就需激光切割來完成。最初，切割一種類型的零件就需要制作一付夾具，耗時又費工，而一付多用型夾具價格高達16萬元，這導致成本大幅上漲?，F在使用可調節的三維立體夾具。該夾具是根據X、Y、Z軸三維立體坐標來進行設計，大小可以實際情況而定，解決了零件定位難的問題和每切割一種零件就做一付夾具的問題，也解決了存放各種夾具浪費空間的問題，相比傳統的加工而言更具優勢。 

激光焊接方興未艾

激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一，焊接過程屬熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復頻率等參數，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其獨特的優點，已成功地應用于微、小型零件焊接中。高功率CO2及高功率YAG激光器的出現，開辟了激光焊接的新領域。獲得了以小孔效應為理論基礎的深熔接，在機械、汽車、鋼鐵等工業部門獲得了日益廣泛的應用。

也可進行微型焊接?？珊附与y以接近的部位，施行非接觸遠距離焊接，具有很大的靈活性。在YAG激光技術中采用光纖傳輸技術，使激光焊接技術獲得了更為廣泛的推廣與應用。 激光束易實現光束按時間與空間分光，能進行多光束同時加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件。 

激光精密加工

激光由于其優良的光束特性,自誕生以來,就在工業加工領域起著非常重要的作用,并且不斷地深入到工業生產的各個領域,以其獨特的優越性,成為未來制造業的重要加工手段,被譽為 21世紀的加工技術。激光精密加工是利用高強度的激光束,經光學 系統聚焦后,激光束的功率密度達到10⁴~10¹¹ W/cm² ,加工工件置于激光束焦點附近,通過激光束與加工工件的相對運動來實現對加工工件的熱加工,加工精度一般在幾微米到數十微米。激光束可以聚焦到很小的尺寸,所以特別適合于精密加工。激光精密加工所用激光器為各種脈沖或調Q固體激光器,半導體激光器,脈沖Nd:YAG激光器以及最近幾年開始不斷推廣的光纖激光器和紫外激光器等。各種脈沖激光器的聚焦光斑很小,功率密度很大,工件加熱范圍小,加工精度和定位精度高而且熱影響區小。

激光打孔:

激光打孔主要應用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業。激光打孔的迅速發展，主要體現在打孔用YAG激光器的平均輸出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。國內目前比較成熟的激光打孔的應用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機葉片、多層印刷線路板等行業的生產中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器為主，也有一些準分子激光器、同位素激光器和半導體泵浦激光器。采用脈沖激光器可進行打孔,脈沖寬度為0.1～1毫秒,特別適于打微孔和異形孔,孔徑約為0.005～1毫米。激光打孔已廣泛用于鐘表和儀表的寶石軸承、金剛石拉絲模、化纖噴絲頭等工件的加工。

總結

假設中國以前有7億人用按鍵手機，而后來6億人需要更新換代，這樣就為智能手機帶來了6億臺的市場空間。而在加工技術上，從過去的沖床加工到火焰切割，從水刀切割到等離子切割，再到激光加工，技術的升級換代，為激光設備帶來了無限的市場潛力。國內各類制造業接受了激光加工技術，這使他們的產品增加技術含量，加快了產品的更新換代，為適應21世紀高新技術的產業化、滿足宏觀與微觀制造的需要，提供廣闊的空間。把握住這個“勢”就能掌握商機，企業便能發展興起！

作者：《激光制造商情》編輯部：劉綿柳、李國忠