激光器、振镜等工业3D打印机核心零部件，国产化已在路上
当下，先进制造领域中的3D打印技术因其实力雄厚的应用潜力和创新性而备受瞩目。这项技术不仅重新定义了制造业的边界，更在多个领域展现出巨大的应用前景。随着该技术不断成熟，其加工效率和精度也日益提升。对于金属3D打印的产业化而言，打印效率的提升尤为重要。近年来，通过多项技术迭代进步，如打印设备激光器数量的增加、激光扫描系统速率的提升、激光器功率的增大、最大成型尺寸的提升、出粉方式的升级以及工艺规划软件的升级等，金属3D打印设备的生产效率获得了显著的提升。
在3D打印领域，国产激光器厂商如锐科激光、长飞光坊激光、杰普特激光等以及振镜厂商如大族思特、菲镭泰克等都在积极发力。据南极熊统计，国产激光器和振镜在齿科金属3D打印、鞋模/模具类金属3D打印等领域应用广泛，这些领域对技术性指标的要求相对较低，且对成本极为敏感，国产激光器和振镜的广泛应用大幅降低了成本。
在提升打印效率和精度方面，金属3D打印装备的核心元器件——激光器和振镜发挥着举足轻重的作用。激光器发光后，通过场镜或动态聚焦镜的高度聚焦能力，与振镜的精准控制相结合，共同铸就了金属3D打印技术的精密性和高效性。深入了解这些核心元器件的功能和优势对于探索金属3D打印技术的本质至关重要。
激光技术作为高精尖加工技术的代表，其高加工精度及速度优势显著。作为激光产业的核心部件，激光器是产生激光的核心单元，在设备中价值占比较高。目前，市面上用于3D打印的主流激光器包括光纤激光器、固体激光器、半导体激光器和二氧化碳激光器。这些激光器在3D打印过程中根据成型材料的不同而有所选择。
光固化用的紫外激光器是早期SLA设备的重要组件，而固体紫外激光器是目前光固化的主流选择。激光烧结技术则采用二氧化碳激光器，其光束质量极高，常被用于加工非金属材料。金属打印用的激光器经历了几个发展阶段，包括CO2激光器、YAG激光器以及光纤激光器。目前，光纤激光器已成为金属打印的主流选择。
值得一提的是，南极熊曾对国内激光器行业的领军企业杰普特进行了专访。杰普特负责人表示，目前的激光器市场竞争激烈，尤其是在金属3D打印领域，对激光器的要求极高。他透露，杰普特针对3D打印行业批量出货的激光器普遍能做到光束质量M2小于1.1，并且功率浮动要求在2%甚至1%以内。对于金属打印机而言，一致性的要求非常高，这也是确保打印效果的关键因素之一。此次专访为我们深入了解了国内激光器产业及技术的发展现状提供了宝贵的视角。关于激光器及振镜技术在3D打印领域的应用与发展
杰普特已对下一代激光器技术进行了深入布局，其中AOB激光器为一大亮点。这种激光器的输出光斑呈环形，内外环激光独立可控，实现了单模与多模之间的灵活切换，极大地提升了金属3D打印的填充效率。通过一部控制器实现对多台激光器和多套振镜的协同操作，不仅提高了响应速度和控制精度，也大大降低了“多头”联调的复杂性。
振镜，作为激光加工领域的矢量扫描器件，以其小惯量、高速扫描、精准定位和闭环反馈控制等特性受到广泛关注。在3D打印过程中，振镜的跳转速度和精度对打印表面的光洁度和精度至关重要。特别是在创建轻量化结构和支撑结构时，振镜的稳定性、发热控制以及扫描速度都是关键要素。
从2000年至今，振镜技术经历了多次迭代，其应用范围不断扩展。随着消费电子、半导体和光伏技术的崛起，对具有更高速度和精度的高端振镜的需求不断增加。中国3D打印行业平台南极熊观察到，随着3D打印市场的持续增长，振镜的年复合增长率预计超过30%。
激光加工控制系统是激光先进制造的核心，而振镜控制系统则是其中的一种。振镜控制系统通过特殊的摆动电机——振镜电机，实现激光束的精准偏转，广泛应用于微纳加工领域。相较于伺服系统，振镜控制系统具有更高的速度和精度，尤其适用于小幅面的微纳加工。
振镜电机的设计灵感来源于电流表，只能进行偏转运动，偏转角与电流成正比。它带动低惯性镜片进行激光束的定位，采用位置传感器和负反馈回路设计，确保高水平的扫描速度和重复定位精度。振镜的扫描速度也是影响3D打印效率的关键因素之一。更快的扫描速度意味着更短的激光扫描调整时间，从而提高生产效率。
我国工业级增材制造装备核心器件仍存在严重依赖进口的问题。如高光束质量激光器、高速扫描系统、大功率激光扫描振镜等精密光学器件以及部分电气元器件主要依赖进口。这在很大程度上制约了我国3D打印技术的发展。
随着技术的不断进步，激光器及振镜在3D打印领域的应用将越来越广泛。我国在这一领域虽已取得一定进展，但仍需进一步加大研发力度，降低对进口产品的依赖，推动3D打印技术的产业化发展。在华曙高科发布的最新招股说明书中，揭示了关于公司元器件采购的一些重要信息。公司的主要激光器大多源自美国和德国，进口激光器的采购比例在报告期内占据了显著地位。具体来说，进口激光器的采购比例在报告期内分别为82.88%、88.01%、86.08%，虽然报告期后这一比例有所下降，但依然维持在较高的水平，显示了对进口的依赖风险。公司从德国进口的振镜也占据了公司采购的绝大部分份额，占比始终保持在高位，体现了公司对进口核心元器件的高度依赖。
在全球范围内，激光和振镜技术的应用正在快速发展。尤其是振镜控制系统，市场规模不断扩大，预计未来几年将持续增长。当前，中国振镜控制系统市场规模已达约20亿元，高端市场更是占据15亿元。预计到2025年，这一市场规模有望达到25亿元。受益于激光加工设备需求的持续增长，振镜控制系统的销量也在逐年上升。
尽管国内振镜生产企业数量不断增长，中低端市场已经实现国产化，但在高端应用领域，国产振镜与国际领先企业还存在一定的差距。特别是在高精度标刻、划线、钻孔等领域，国产振镜与国外产品相比仍有较大差距。尽管如此，国内一些领先的制造商如金橙子、大族思特和金海创等已经在振镜控制系统领域取得了显著的突破。
振镜控制系统作为产业链中游的关键器件，其应用广泛涵盖消费电子、汽车制造、机械制造、锂电池等领域。随着政策支持和激光技术的不断发展，市场前景广阔。光伏、新能源和3D打印等领域的快速发展也为振镜应用提供了新的机遇。振镜控制系统的上游包括光源材料、光学元器件等，而下游则是各种激光设备。
华曙高科在激光器与振镜的采购上面临进口依赖风险，但国内振镜控制系统市场正在快速发展，一些国内制造商已经在这个领域取得了显著的突破。随着技术的进步和市场的需求增长，振镜控制系统的未来市场前景广阔。激光行业巨头解析与未来国产3D打印元器件发展趋势展望
在激光技术的前沿领域，各大企业如璀璨群星，各自闪耀。振镜行业的重要参与者之一，其产品线涵盖了激光标刻、医疗美容、激光3D打印等多个领域。其产品——光电数字振镜系统及其他相关技术解决方案，为行业的进步注入了源源不断的动力。
柏楚电子，作为激光切割领域的佼佼者，在中低功率激光切割软件领域市场占有率独占鳌头。其软件不仅在市场占有率上取得显著成绩，同时在智能激光切割头及钢构智能焊接系统方面也表现出强大的拓展能力，为中长期成长打开了广阔空间。
锐科激光，国内工业激光器领域的龙头企业，其主业竞争力强大，行业价格竞争趋缓之际，公司通过积极降本措施，盈利能力得以触底反弹。公司在高端制造、海外出口、特种市场等方面的布局，进一步巩固了其行业领导地位。
长光华芯，作为激光芯片行业的头部企业，正加速推进高功率半导体激光芯片的国产替代进程。其在激光雷达、光通信芯等场景的产品研发验证方面取得了显著进展。
维宏股份，国内控制系统知名企业，近年来毛利率始终保持高水平，重点发展激光切割市场，为公司的持续增长注入了强劲动力。
至于3D打印核心元器件的未来国产化发展趋势，自2020年科技部、国家发改委等五部门发布政策以来，长期支持关键核心技术研究，激光制造和3D打印等领域得到了重点关注。随着激光加工设备市场规模的持续增长以及激光设备在先进领域的应用增加，振镜市场规模有望进一步扩大。
政策的加码、激光工艺的持续发展以及先进领域的带动，都为激光行业和3D打印领域带来了前所未有的发展机遇。从政策层面到市场需求，从核心技术突破到市场规模扩大，都显示出未来国产3D打印元器件的广阔发展前景。核心元器件的自主研发和国产化替代是未来我国需要长期投入并坚持的领域。随着技术的突破，我国3D打印技术及相关产业将得以快速发展，提高技术自主性，为国内制造业的可持续发展奠定坚实基础。