Baochenxin Laser: 積層造形分野で高安定性と高効率のレーザーソリューションを提供

2024年11月28日、中国の大手レーザーメーカーMaxphotonicsとAntarctic Bearが協力し、3Dプリント専用レーザーに関するライブ放送を実施しました。積層造形産業担当ディレクターの張紅霞氏は、積層造形分野におけるマックスフォトニクスの子会社である宝辰鑫レーザーの高安定性・高効率レーザーソリューションの紹介に重点を置いた。では、積層造形業界におけるレーザー開発の現状はどうなっているのでしょうか? Baochenxinが発売した3Dプリント用レーザーの性能は？

会社概要

2004年に設立されたMaxphotonicsは、中国で最も古いファイバーレーザーメーカーの1つです。ファイバーレーザーと光学デバイスという2つのコアテクノロジーで独立した知的財産権を持ち、自社研究と生産、垂直産業統合を実現しています。同社のマルチモードレーザー製品の最大出力は200kWに達し、レーザーの年間生産能力は20万台に達し、累計100万個のレーザー製品が市場に供給されています。同社は従業員総数が5,000人を超え、国内大手のレーザーコア部品メーカーです。

開発の歴史

●2004年～2008年：初期段階、主に科学研究機関に光学装置やカスタマイズされた光源製品を提供していました。
●2009年：ファイバーレーザーと光受動部品の垂直統合・産業化を実現。
●2013年：連続レーザーが発売されました。
●2014年：パルスレーザー国内シェア1位。
●2018年：差別化された営業部門を設立し、セグメント化された市場での業界アプリケーション研究を開始し、3Dプリント製品を発売しました。
●2020年：ニッチ産業の研究に注力する産業開発部を設立。
●2021年：主要な新エネルギーリチウム電池顧客の間で業界ソリューションが導入されます。
●2022年：積層造形、新エネルギーリチウム電池、太陽光発電、一般溶接、精密加工などの分野をカバーする複数の産業ソリューションを立ち上げます。

技術革新と研究開発投資

Maxphotonics は技術革新を非常に重視しており、年間の研究開発投資は 8% 以上を占めています。同社は国内外で580件以上の特許と50件以上のソフトウェア著作権を取得し、積層造形に関する国家標準の策定にも参加している。同社は2022年に清華大学と共同でレーザー先進製造研究所を設立し、レーザー技術とソリューションの研究開発能力をさらに強化しました。

Maxphotonics は、米国、ドイツ、ロシア、トルコ、インドなどの国に 8 つの海外支店とオフィスを設立しています。今後は海外サービス拠点を14カ所に増やし、グローバルサービスネットワークを構築し、全天候型で24時間年中無休のサービスを提供する計画だ。同社はまた、完全なアフターサービス体制を確立しており、国内のサービス拠点は全国の県級市をカバーしており、顧客がタイムリーに技術サポートとメンテナンスサービスを受けられるようにしています。

生産拠点とインテリジェント製造

△深センの新拠点は敷地面積3万平方メートル、投資額は推定20億元で、2年以内に稼働開始する予定。レーザー産業に新たな世界クラスのランドマークを創り出すことが目標。
△蘇州拠点は建築面積13万平方メートルで、主な業務は連続レーザー生産です。
△インテリジェント生産ライン：初期の純粋な手作業生産から現在のインテリジェント生産ラインに至るまで、製品の安定性と一貫性が大幅に向上し、返品率が低下しました。
Maxphotonics の子会社である Baochen Laser は、レーザーセグメンテーションアプリケーションに重点を置き、ワンストップの業界レーザーソリューションを提供しています。当社は豊富な業界経験と専門の技術チームを擁しており、顧客にインテリジェント製造の実現に役立つ包括的なソリューションを提供することができます。現在、Baochenxin は積層製造業界に 5,000 台以上のレーザーを提供しています。 Farsoon High-Tech、Hanbang Technology、Yijia 3D、Zhongrui Technology、Haitian Additive などの国内金属 3D プリント機器メーカーにサービスを提供しています。

宝辰鑫：産業発展を促進する産業用レーザーソリューションに注力

Maxphotonics は、中国で最も早く積層造形業界に参入したファイバーレーザー研究開発および製造企業の 1 つであり、積層造形の分野においてデバイス製品、全体的な製品ソリューション、市場アプリケーションの規模、および生産提供能力においてパフォーマンス上の優位性を持っています。現在、宝晨鑫は産業用レーザーソリューションを中心とする研究開発センターを設立しており、光学、構造工学、ソフトウェアなどの部門を有しています。産業ソリューション製品センターを設立し、2,000万元以上の価値を持つ150台以上の先進的な高価値研究開発設備を備えています。年間の研究開発投資も8％を超えています。レーザー光源研究開発実験センターだけで1,900平方メートルの面積をカバーし、プロセス実験センターは3,000平方メートルの面積をカバーしています。

付加製造は第 5 次産業革命であり、最も革新的な生産方式であると言えます。従来の等材料および減算処理方法と比較して、積層造形には比類のない利点があり、特に複雑で多様な製品の製造に適しています。さらに、積層造形により製品の納品サイクルを大幅に短縮できます。

レーザー機器は、すべてのレーザー装置の中で最も技術的なハードルが高く、積層造形に適したレーザーにも高い技術的障壁があります。レーザーは、多数の光学材料と部品から構成される総合的なシステムです。光学、材料科学、電子工学、コンピューター科学など、複数の分野が相互に統合されており、高度な製造プロセスと技術サポートが必要です。レーザーの内部構造は非常に複雑で、その主な構成要素にはポンプ源、ゲイン媒体、および共振空洞が含まれます。プロセス規格や構造設計が異なると、製品の特定のアプリケーション機能や品質に大きな違いが生じるため、製品の信頼性と安定性を確保するには、強力な研究開発と生産プロセスレベルが必要です。 Baochenxin は、Innovative Laser の 20 年にわたるレーザー研究開発と製造、および付加製造業界での 8 年間の経験を活かし、付加製造業界向けのレーザーソリューションの専門家になることを目標としています。

コア製品と技術

Baochenxin の付加製造レーザー製品ソリューションには、空冷式 300 ～ 500 W レーザー、水冷式 300 ～ 1000 W レーザー、ポイントリングスポット 500 ～ 4000 W レーザー、緑色光 100 ～ 500 W レーザーが含まれます。これらの製品は、パフォーマンス、安定性、信頼性において業界をリードしています。

△ 空冷式 300-500W レーザー：中国で歯科医療用 3D プリントに使用された最も初期のレーザーの 1 つで、短期安定性は ±1.5%、長期安定性は ±3% と、高い安定性と信頼性を備えています。
△ 水冷式 300-1000W レーザー：市場で同じサイズと出力の最小の 3D プリントレーザーで、安定性が高く、短期安定性は ±1%、長期安定性は ±1.5% です。
△ ドットリングスポット 500/4000W レーザー：小スポット高エネルギービームを実現します。リングスポットモードでは、溶融池を安定させ、煙や飛散を減らし、材料の印刷品質を向上させます。
△緑色光100-500Wレーザー：銅金属などの高反射材料の3Dプリントに適しており、吸収率と安定性が高く、短期安定性は±1.5％、長期安定性は±3％です。
上記の製品には、多くの面で大きな利点があります。まず、この製品は極めて安定しており、短期安定性は ±1.5% 未満です。製品の単一バッチ間で一貫性があるだけでなく、複数のバッチや複数のデバイス間でも高い一貫性があります。この高いレベルの安定性は、3D プリント機器メーカーが最も注目する重要な指標の 1 つです。

同時に、製品インターフェースは豊富でシンプルかつ一貫性があり、顧客が簡単に統合して使用できるようになります。これらの設計により、機器の互換性と柔軟性が向上するだけでなく、生産効率も大幅に向上します。技術指標の面でも、この製品は業界トップレベルであり、調光効率は最大 40%、電気光学応答時間は 10 マイクロ秒未満、電力直線性一貫性は 1% 未満、短期電力安定性は ±1%@24 時間未満、年間電力減衰は 1.5% 未満です。さらに、レーザーはコンパクトな設計になっているため、機器のスペースを最大限に節約でき、将来的にはマルチヘッド機器の統合にも役立ちます。すべてのコア光学コンポーネントは自社開発・製造されており、システムの高いパフォーマンスと信頼性を保証します。

製品品質管理

製品品質管理は製造プロセス全体にわたって実行され、製品設計の信頼性を確保します。受入材料の品質検査では、レーザー関連の自社生産および外注材料、部品、半製品、完成品すべてに対して包括的な品質検査を実施し、材料の欠陥ゼロを保証しています。生産工程では、インテリジェント生産を採用し、高精度の自動化システムと設備を独自に開発して生産工程全体をカバーし、デジタル監視と精密なテストを実施して生産工程の品質を確保しています。製品は工場を出荷する前に、100% の性能テスト、光学品質テスト、経年劣化テスト、アプリケーションテストを受け、各デバイスが最高基準を満たしていることを確認します。さらに、レーザーインターフェースは機能豊富でシンプルかつ一貫性があり、顧客が簡単に使用および統合できます。

サービス効率

サービス効率の面では、当社は 7×24 時間の全天候型サービスを提供しています。国内のサービス拠点は全国の県級都市をカバーしています。また、海外にも 8 つのサービス拠点があり、完全なアフターサービス体制が整っています。すべてのコアコンポーネントは自社開発・生産されているため、お客様のニーズに迅速に対応し、強力なパーソナライズされたカスタマイズサービスを提供することができます。また、定期的に大量生産される製品に対して十分な在庫を確保するため、月次、四半期、半年、年次といったローリングフォーキャスト仕入システムを採用した総合仕入システムも構築しています。目標は、積層造形業界向けレーザーソリューションの専門家になることです。この目的のために、 Baochenxin は継続的に製品設計と生産プロセスを最適化し、サービス品質を向上させ、世界中の顧客に高品質のレーザー製品とサービスを提供することに尽力しています。

応用事例

●靴型金属3Dプリントの分野では、Baochenxin Laserは目覚ましい成果を達成しました。顧客先には100台のレーザーが設置されており、プロジェクト規模は業界最大規模の靴型金属3Dプリントプロジェクトです。このプロジェクトは、Baochenxin Laserが提供する3D印刷製品ソリューションを採用することで、端末アプリケーションにおいて国際ブランドを上回り、最高の印刷精度と最高の総合サービスを実現しました。靴の型成形効率は1時間当たり168立方センチメートルに達し、従来28日かかっていた型作り時間が最短2日に短縮されました。同時に無人生産も実現し、人件費も徹底的に削減されました。

●工業部品プロジェクトでは、世界的な低迷経済の傾向によりエネルギーコストが継続的に上昇するという問題に直面しており、Baochenxin Laserは顧客と緊密に協力し、効率的な断熱構造設計と3Dプリント技術を通じて熱損失を減らし、エネルギー効率を向上させ、エネルギーを節約し、排出量を削減することに貢献しています。工業部品の3Dプリントにより、エネルギーコストを30～50％節約でき、断熱性や剛性も大幅に向上し、プロジェクトは現在量産段階に入っている。

●家電分野ではパーソナライズされたカスタマイズの需要が高まっており、金属3Dプリント技術は設計要件に迅速に対応し、複雑な内部構造と微細な表面を持つ部品を生産することができます。金属 3D プリント技術は、チタン合金材料の低い熱伝導率と高い加工難度という課題に対する効果的なソリューションを提供し、消費者向け電子製品の軽量設計に高強度で軽量なオプションを提供します。上の写真はチタン合金製の製品です。従来の鍛造ブランクに比べて重量が48%軽減され、加工工程も大幅に短縮され、生産効率が向上しました。

今後の展望

Maxphotonics は、今後も研究開発投資を増やし、特に積層造形の分野における産業応用研究を深め、世界をリードするレーザーソリューションプロバイダーを目指します。同社は今後も引き続き、グローバルサービスネットワークの最適化、顧客サービスレベルの向上を図り、世界中の顧客にさらに高品質なレーザー製品とサービスを提供できるよう努めてまいります。

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