中國激光3D打印不再被“卡脖子”！寶辰鑫20年沉淀8年攻關，要做最值得信賴的行業(yè)專家

南極熊導讀：本文是對國產3D打印激光器大廠的一篇深度專訪，深刻揭示了一個行業(yè)、一個公司的發(fā)展邏輯。

△寶辰鑫激光器

• “酒香也怕巷子深了。希望借助南極熊這種專業(yè)媒體的力量，把有價值和含金量高的3D打印企業(yè)推出來，讓更多人知道。”
• 如果說在3D打印行業(yè)里，有許多亟待解決的卡脖子難題。作為有20年研發(fā)生產經驗的激光器廠商，我們花了8年時間，攻克了其中核心的激光光源的諸多難題。
• 國產正在趕超，數十光束的國產金屬3D打印設備已經出現，搭載的激光器就是國產的。
• 寶辰鑫依托創(chuàng)鑫激光在激光器領域20年的深耕，針對細分行業(yè)，搭建了一支超百人的敏捷研發(fā)隊伍，持續(xù)在3D打印等行業(yè)耕耘，力爭做最值得信賴的激光3D打印行業(yè)專家。
  

△使用了寶辰鑫激光器的金屬3D打印設備制造出來的金屬零件

2024年5月，南極熊實地探訪了3D打印激光器廠商深圳市寶辰鑫激光科技有限公司。進入廠區(qū)，安保登記非常嚴格，嚴格程度堪比進入機關單位。于是，南極熊便更加好奇了，這到底是一個什么樣的激光器廠商？

南極熊對寶辰鑫激光總經理武華鵬、研發(fā)總監(jiān)黎永堅、增材制造行業(yè)總監(jiān)張紅霞三位核心高管進行了專訪。

源自激光器龍頭，行業(yè)老將開辟新天地

寶辰鑫是創(chuàng)鑫激光的子公司。創(chuàng)鑫激光是最早一批在光纖激光器、光學器件兩類核心技術上擁有自主知識產權并進行垂直整合的國家高新技術企業(yè)之一，公司在全國擁有三大研發(fā)基地，深圳（總部研發(fā)中心）、北京（北方研發(fā)中心）、武漢（新技術、新產品及新應用研發(fā)基地），六大生產基地，分布在深圳（三基地）、蘇州、武漢及鞍山，全國員工總人數超過5000人。

寶辰鑫成立于2022年，業(yè)務聚焦于3D打印、新能源、汽車、3C等行業(yè)細分市場。作為創(chuàng)鑫激光的子公司，寶辰鑫并非從零起步。10年前，創(chuàng)鑫激光發(fā)現激光器在細分市場的應用需求越來越大，于是成立差異化部門來主攻細分行業(yè)市場。從一開始36個人的業(yè)務部門，一路發(fā)展，到現在寶辰鑫成立，整個團隊已經超過500人。寶辰鑫的核心團隊可以說是“久經沙場”的老隊伍，都是在激光領域浸潤了快20年的老兵老將。尤其是在3D打印領域，整個核心團隊可以說是國內最早一批研究3D打印專用激光器的行業(yè)專家之一。

“我們2018年裝機到某客戶設備中的激光器，已經穩(wěn)穩(wěn)當當運行6年了�！蔽淙A鵬說道。

寶辰鑫激光總經理武華鵬告訴南極熊，創(chuàng)鑫激光進入3D打印領域，最早可以追溯到8年前。在當時，國產3D打印設備正在起步，其中的核心器件激光器主要還是國外品牌。為了支持國產設備研發(fā)，創(chuàng)鑫激光早在2016年起就開始配合某國產龍頭設備廠商進行3D打印行業(yè)激光器定制開發(fā)，根據行業(yè)特性重新定義激光器的外觀、結構、光學、電路等各種細節(jié)。從設計到研發(fā)，再到量產，可以說是經歷了很長一段“陪跑的歲月”。

在寶辰鑫研發(fā)辦公室，就放著一臺桌面級的3D打印機，研發(fā)總監(jiān)黎永堅表示，這一方面是為了敏捷研發(fā)，方便直接打樣產品的結構和外觀，另一方面也是作為用戶去直接感受3D打印，“既然我們要研究3D打印，自己也就需要成為3D打印行業(yè)忠實的用戶”。

從蟄伏到蛻變，寶辰鑫業(yè)內首創(chuàng)3D打印專用風冷激光器

從國外品牌壟斷到國產替代，是一段艱難蛻變的過程。在國產3D打印設備發(fā)展初期，最基礎的金屬3D打印機都不敢用國產激光器�！澳蔷蛷男⌒蛻�用開始”。從“小”到“大”，國產激光3D打印真正產業(yè)化應用的第一步就是醫(yī)療齒科的金屬3D打印，因為成型面積小，要求相對較低，使用國產激光器可以滿足性能要求，并且成本具有明顯優(yōu)勢。

在齒科的應用穩(wěn)定后，得到了驗證，其它更大尺寸的工業(yè)級3D打印設備，才開始慢慢用上國產激光器。面對設備廠商越來越嚴苛的標準和要求，激光器也在不斷精進，從雙激光到10激光再到數十激光，國產激光器在超大型工業(yè)級3D打印設備的研發(fā)上實現一拖多穩(wěn)定一致運行，背后是無數個激光人在默默耕耘。

武華鵬表示，“其實，3D打印設備上用到的風冷激光器，是創(chuàng)鑫首創(chuàng)的。在8~10年前，在百瓦功率段做成風冷型的激光器，不是所有廠家都有這樣的實力。提升激光器內部核心器件對高熱量和高溫度的耐受能力并不那么容易。創(chuàng)鑫激光一直倡導“器件先行”策略，核心優(yōu)勢就是激光器件。光纖激光器所需的高功率核心器件如泵源、QBH、準直器、合束器、隔離器、聲光調制器等數十種光源器件均實現自產，器件技術已成為公司核心競爭力之一。依靠核心器件垂直化整合能力，所以就有能力去定制產品，能夠確保在7×24小時長時間的工作條件下，激光輸出的一致性和穩(wěn)定性�！�

踩著坑過河，以垂直整合為抓手，打造國產高指標、高品質激光器

創(chuàng)鑫激光從核心器件布局，激光器95%的核心部件均已實現自研、自產，依托于這一垂直整合的優(yōu)勢，寶辰鑫也得以在細分行業(yè)里市場反應更加迅速、新品研發(fā)更加便捷、綜合服務更加到位。這不僅代表著寶辰鑫能夠為客戶提供更加全面便捷的解決方案和服務；同時，國產高指標、高品質激光器的應用對于打破國外廠商壟斷，降低設備廠商的應用成本，助推國內3D打印行業(yè)的快速發(fā)展也有著重要的意義。

△垂直整合核心器件，更有利于形成成本優(yōu)勢

沒有一帆風順的推進，那就踩著坑過河。寶辰鑫將3D打印的高要求，刻到了骨子里，現在可以流程化地讓研發(fā)、生產、品質、供應鏈等每個環(huán)節(jié)的人員對品質銘記于心�！耙驗椴冗^的坑太多了！”。

在某項目中，客戶的金屬3D打印設備使用了8臺激光器，當激光器整齊劃一地擺在一起的時候，客戶發(fā)現某臺激光器的急停開關顏色有些許的色差。收到客戶投訴后，寶辰鑫立即整改，對產品生產流程進行自檢。也正是這樣不斷地吹毛求疵，寶辰鑫才能不斷地精益求精，今天，終于在技術層面上得到很多3D打印設備廠商的認可。

激光應用中，3D打印可能是最有前景、最有發(fā)展空間的一個市場

“隨著市場及政策的影響，3D打印需求爆發(fā)，進入一個快速發(fā)展時期。”

寶辰鑫今年主要發(fā)力3D打印行業(yè)，一方面是本身在3D打印行業(yè)里的經驗優(yōu)勢，從2016年就開始了對這一細分領域的研究；另一方面是得益于產業(yè)的發(fā)展。近幾年來，3D打印技術的應用范圍不斷擴大，從簡單的概念模型、功能型原型制作向功能部件直接制造方向發(fā)展，并且已經形成了一條完整的產業(yè)鏈。國家也出臺了許多鼓勵支持增材制造、3D打印行業(yè)發(fā)展的政策。但由于這一行業(yè)技術門檻極高，長期以來，激光光源這一塊是國外品牌在主導。

“為了響應國產高端裝備產業(yè)發(fā)展的策略，我們也是積極投身于3D打印核心器件國產化的進程當中。目前我們在行業(yè)中，可以說是國產產品中的領先者�！�

“在激光應用領域，我們覺得3D打印未來會是最有前景、最有發(fā)展空間的一個市場。我們預計，未來幾年，3D打印對激光器的需求每年都呈現50%左右的高速增長態(tài)勢；相比之下，傳統(tǒng)行業(yè)增長最多只有20%左右。而且現在是國產化取代進口激光器的一個關鍵時期，我們持續(xù)加大力度來推進業(yè)務，不管是從研發(fā)，還是市場和銷售。”寶辰鑫增材制造行業(yè)總監(jiān)張紅霞表示非�？春�3D打印行業(yè)的潛力。

△寶辰鑫在2024亞洲TCT展會上的展位

“3D打印市場潛力無限。在剛結束的3D打印展會TCT上，云集了行業(yè)內80~90%的高端玩家。從去年1個館的規(guī)模，到今年2個館，我相信未來會像新能源、光伏那樣，越來越多廠家涌入�！蔽淙A鵬的感觸也比較深�！皠�(chuàng)鑫每年出貨數十萬臺激光器，目前3D打印行業(yè)只占其中的幾千臺，在接下來幾年，這個數據一定會大幅地增長。”

從學習到超越，要做激光3D打印里的行業(yè)專家

激光器的應用場景豐富，放眼全球，創(chuàng)鑫激光是萬瓦切割的引領者。寶辰鑫將秉承創(chuàng)鑫激光的優(yōu)秀基因，持續(xù)創(chuàng)新、賦能客戶，引領激光3D打印。

△2022年全球首發(fā)5萬瓦激光器

“我們的激光器在光束質量、電光轉換效率、響應速度、穩(wěn)定性和結構設計等方面，在國產激光器里均屬于領先行列，部分指標甚至超過國外品牌。這也是我們可以在3D打印市場里占據較大市場份額的根本原因。后續(xù)，我們還將繼續(xù)優(yōu)化這些關鍵指標，在激光光源方案上繼續(xù)發(fā)力，形成更為全面的方案，去更好地賦能客戶�！睂毘仅窝邪l(fā)總監(jiān)黎永堅表示。

針對3D打印行業(yè)的激光器，寶辰鑫與客戶共研共創(chuàng)，推動行業(yè)的工藝改善、技術進步。除了關注市場引導產品，還要在技術上下足功夫，引領市場。從標準激光器產品到差異化產品，如何實現“打造出適合行業(yè)”的3D打印專用激光器產品，寶辰鑫從光學、硬件結構、電路、核心器件、質檢管控等多方面形成合力。目前，所推出的3D打印行業(yè)專用激光器產品方案，功率段上從300到2000，乃至復合型均有布局，同時，針對市場需求，還推出了激光3D打印子系統(tǒng)；在激光器性能上，光束質量（M2＜1.1）、響應速度（10μs）、穩(wěn)定性（±1%）和體積（IU，減小2/3）等方面實現進一步突破，可以為行業(yè)客戶提供更多可靠的降本增效選擇。

• 光束質量M2小于1.1，做到了單模激光器一個極限；
• 開光時間上，從0到100%的激光開啟，10μs即可完成；
• 多激光金屬3D打印已經成為大勢所趨，10個、20個、甚至數十個激光器，應用在一臺金屬3D打印設備上，對體積空間就提出了嚴格的要求。寶辰鑫便開發(fā)出了幾乎是業(yè)界體積最小的3D打印行業(yè)激光器，激光器采用標準的1U機箱，單個激光器體積相當于傳統(tǒng)激光器的三分之一。
• 以前的光斑大小是固定的，只能選擇5毫米、7毫米或者12毫米的�，F在寶辰鑫推出了帶光斑可調準直器的激光方案，即激光器加外光路光斑可調，有利于做各種各樣的工藝開發(fā)。
• 創(chuàng)鑫激光前段時間推出的紫笛數字激光系統(tǒng)，開創(chuàng)了單一聚焦光斑可編輯技術，單光斑可設置多個能量分布區(qū)域，每個區(qū)域的出光功率、頻率均可單獨控制，多個能量分區(qū)可進行重組，實現不同形態(tài)和動態(tài)。也就是說，光斑形狀可以隨意自行調整。這是非常大的技術突破。
  

質量方面，寶辰鑫以產品品質為企業(yè)生命準繩：在來料階段，關鍵物料會經過100%全檢、光學物料檢測中心、FAE測試；生產時的質量檢驗，包含在線檢驗稽查、關鍵參數過程控制檢驗、MES 管理系統(tǒng)；出貨前測試：100% 老化測試、100% 外觀&功能檢驗、100% 應用測試(打標/切割/ 焊接等測試)。

多光束金屬3D打印機技術規(guī)范

如何去評價一臺多激光金屬3D打印設備的好與壞的水平呢？設備的機械加工部件、運動控制、光學控制等都屬于整個系統(tǒng)非常重要的部分。

作為激光3D打印的行業(yè)專家，寶辰鑫參與了《增材制造：多光束粉末床熔融設備技術規(guī)范》編寫的工作，這是一個國家標準的規(guī)范，由國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會發(fā)布，目前已完成起草工作。研發(fā)總監(jiān)黎永堅作為公司代表，剛剛結束了征集參編單位對討論稿進行討論完善修改的工作。

而激光器作為多光束金屬3D打印機中的核心元器件，系統(tǒng)光學部分的測試或者評價，主要指標涉及到轉化效率、穩(wěn)定性等。

“作為增材制造領域里上游核心器件廠家，能夠作為主要參編單位參與國家標準規(guī)范建設，對于我們在這個領域的發(fā)展可以說是給予了很大的信心。我們把在激光器領域里的豐富經驗、以及激光在3D打印行業(yè)里的應用經驗，發(fā)揮出來，建言獻策，推動行業(yè)標準化建設貢獻力量�！睂毘仅窝邪l(fā)總監(jiān)黎永堅表示。

未來戰(zhàn)略

寶辰鑫從2022成立，2023業(yè)績環(huán)比增長超60%，在發(fā)展戰(zhàn)略上進行了清晰部署。
1、應用垂直化：聚焦新能源鋰電領域的電池材料切割、電池焊接、電池表面處理；光伏儲能領域激光輔助燒結、無損劃片、激光焊帶焊接等；增材制造領域，3D打印及熔覆。
2、技術產品化：具備快速將技術落地為產品方案的研發(fā)生產能力。
3、方案一體化：提供激光光源的智能化系統(tǒng)方案，涵蓋激光器、加工頭、激光系統(tǒng)，具備一站式能力。
4、服務工程化：提供全方位激光應用服務、工程式項目交付服務。

在生產交付方面，寶辰鑫蘇州分公司于今年4月成立并上線運營，深圳新的生產基地也即將投產使用。這兩項新的發(fā)展里程碑，一方面是對生產交付能力的擴容，另一方面是為了更好地服務客戶。在蘇州，寶辰鑫行業(yè)應用實驗室落成，在深圳新生產基地，同樣布局了更大規(guī)模的工藝研究中心，為的就是快速響應市場需求，提供更加及時、專業(yè)的服務。

激光器廠商，用兩條腿走路

在武華鵬看來，制造業(yè)從加工類型角度可以分為減材、等材、復合加工、增材。激光作為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”，在整個制造業(yè)領域大有可為，永遠有兩條路可走：一條是替代傳統(tǒng)的加工工藝，例如用激光切割替代水切割、等離子切割等；另一條路就是不停地開拓新的加工工藝。對激光增材制造而言，現在才剛剛起步，距離工業(yè)化大規(guī)模的普及還有很長的路，以后應用量預估將遠遠超過現在。

而對于激光器廠家來說，它也永遠有兩條路可以同時并行——可持續(xù)的迭代，用激光替代傳統(tǒng)工藝，市場非�？捎^；開發(fā)新的應用工藝，前期需要大量的研發(fā)投入。一個企業(yè)如果永遠是兩條路同時在進行，市場將有無限的潛力牽引你前進，這個企業(yè)發(fā)展也必將是可持續(xù)、可長遠的。