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《小鳄说激光》:激光切割及加工设备行业发展趋势及市场机遇 
发布时间:2022-06-30 14:14:55

激光加工技术作为一项新技术,在工业领域可用于多种金属、非金属材料的加工,尤其是高硬度、高脆性以及高熔点的材料。激光加工相较传统加工方式具有可加工材料范围广、加工效率高、加工精度高、工件形变小等优势,是对传统加工技术的革新,可推动传统制造业全面转型升级和跨越发展。

行业概况


01、激光加工技术具备可加工材料范围广、加工效率高、加工精度高、工件形变小等优势,可广泛运用于工业领域

截止目前,激光加工技术已被广泛应用于工业、信息、医学、商业、科研、军事等领域。在工业领域,激光加工可用于多种金属、非金属材料的加工,尤其是高硬度、高脆性以及高熔点的材料。激光加工相较传统加工方式具有可加工材料范围广、加工效率高、加工精度高、工件形变小等优势,是对传统加工技术的革新,可推动传统制造业全面转型升级和跨越发展。

从应用领域来看,激光加工可细分为激光切割、激光焊接、激光熔覆、激光清洗、激光打标等,激光加工技术在以上领域均展现出突出优势。


02、激光加工技术特点顺应高端制造、精密制造趋势,正加速实现对传统加工方式的替代

激光加工技术凭借可加工材料范围广、加工效率高、加工精度高、工件形变小等优势,在材料切割、焊接、增材制造、喷码打标等领域正逐步取代传统加工工艺,并被广泛应用于材料加工与光刻、通信与光存储、仪器与传感器、医疗与美容、科研与军事、娱乐及打印等领域。此外,激光加工数控工业软件还可与计算机数控技术、机械自动化技术等相结合,组成智能激光加工装备,实现对不同材质、不同形状及不同体积的材料的精密加工。

 

当前国家大力支持传统制造业向高附加值、高技术壁垒的高端制造及精密制造转型升级,同时,随着激光技术的进步与快速迭代,激光加工设备的成本逐步下降,预期激光加工技术将加速在制造业诸多领域全面取代传统加工技术,大幅提升工业生产效率,推动制造业的转型升级。

03、经过长期技术积累和产业化应用实践,激光加工行业已形成完善的产业链体系

经过长期技术积累和产业化应用实践,激光加工行业已形成完善的产业链体系。产业链上游主要包括光学材料和元器件、机械、数控、电源及辅助材料等,中游主要为各种激光器及其配套装置与设备,下游则以激光应用产品、激光制造设备、消费产品为主。

激光加工设备行业

发展现状及趋势

总体上看,我国激光加工设备行业近年来发展迅速,但在核心技术水平及应用渗透率等方面较发达国家仍存在一定差距。作为实现传统制造业向智能制造迈进的核心技术之一,国家高度重视并大力支持激光加工技术的产业化发展,并为进一步扩大应用范围提供政策引导,持续推动我国制造业生产方式和制造工艺的转型升级。当前,我国激光加工设备行业发展现状及趋势如下:

01、核心零部件逐步实现国产化

激光器是激光加工设备的核心部件,而激光器核心器件包括泵浦源、光学谐振腔等,由于其技术壁垒较高,导致长期以来我国激光器核心器件的进口依存度较高。为降低对激光器核心部件的进口依赖和生产成本,近年来国内厂商纷纷加大自主研发力度,投入更多科研资源,我国激光器行业逐渐步入快速成长阶段,国产化程度逐年提升。

激光器是激光加工设备的核心部件,而激光器核心器件包括泵浦源、光学谐振腔等,由于其技术壁垒较高,导致长期以来我国激光器核心器件的进口依存度较高。为降低对激光器核心部件的进口依赖和生产成本,近年来国内厂商纷纷加大自主研发力度,投入更多科研资源,我国激光器行业逐渐步入快速成长阶段,国产化程度逐年提升。

02、激光加工设备行业下游应用领域广泛,持续向高功率、短波长、窄脉宽方向发展

随着我国国民经济的快速发展与国家战略的深入实施,工业生产中各类金属、非金属工件的加工需求持续旺盛。随着激光技术的进步及对传统加工工艺的替代,近年来激光加工设备的应用领域快速拓展,国内激光加工设备市场迎来高速增长期。

目前,激光加工设备广泛应用于汽车零部件、工程机械、桥梁建筑模板、装配式建筑、特变电输送铁塔、材料加工与光刻、航空航天、通讯与光储存、医疗美容等多个行业。具体而言,在宏观加工领域,汽车、工程机械、航空航天器等领域大型加工件的切割、焊接可通过激光加工方式实现,相较传统加工方式可大幅提高加工效率和加工精度;在微观加工领域,激光加工覆盖半导体、LED、OLED、液晶显示等领域的精密加工环节。整体上看,激光加工具有精度高、效率高等显著优势,在诸多加工领域替代传统加工设备,一方面其广泛应用显著促进了下游产业链的协同发展,同时催生了新的产业形态,另一方面下游应用领域的不断拓展亦促进了激光加工技术的持续优化升级。

03、激光加工设备日趋数字化、智能化

当前全球已步入数字经济时代,随着信息技术发展和跨领域应用逐渐增加,其与制造业的融合日趋紧密,推动制造业不断向着云化、智能化方向发展,其中工业互联网是重要的实现方式。在此背景下,处于制造业前端的激光加工设备已不仅仅是独立运行的工业机器,而是通过结合工业互联网技术与激光加工技术,可实现生产计划管理、设备在线监控和维护、故障在线诊断等一系列功能的数字化设备,可帮助生产企业提升效率、降低成本。未来随着各类信息技术与激光加工技术进一步结合,激光加工设备将能够更好的为制造业企业转型升级提供支持。

此外,通过激光技术与数控技术的融合还可使激光加工设备具备对加工流程的分析、判断、执行等能力,从而更好地实现制造流程的自动化、智能化。目前,市场上主流的激光切割、焊接、熔覆设备已可通过数控系统和自动化传动装置实现对加工头运行、出光的精准控制,而数控系统还能够实现整个激光加工生产线中各台设备间的协调高效运行,在减少人力成本的同时,进一步提升加工效率和品质。未来随着国家智能制造战略的进一步落地,我国激光加工设备领域持续向数字化、智能化发展将成为必然趋势,也将有更多智能化激光加工设备涌现并应用于国民经济的各领域,推动制造业向着智能制造方向发展。

04、激光加工设备日趋集成化、柔性化

随着国民经济日益发展,装备制造业下游客户的应用场景和个性化加工需求日趋增多,要求激光加工设备具备更广阔的适用领域和更完善的协同加工能力以满足客户的多元化需求。在生产实务中,功能单一的激光加工整机设备已逐渐无法满足制造业企业精密、复杂工件的加工需要,因此,采用产线集成化设计、模块柔性化生产,能够根据客户需要实现多环节、多工序加工的激光加工智能制造生产线日益受到制造业企业的青睐。相较仅能完成单一加工环节的单台激光加工设备,激光柔性加工生产线可根据客户需要完成包括切割、折弯、焊接、熔覆、打标、智能搬运与码垛等在内的多道工序,帮助客户大幅提升整体生产效率。预计集成化、柔性化将成为未来激光加工设备行业新的发展方向和机遇。

05、激光加工设备应用领域不断拓展

随着激光技术的持续进步,激光加工设备的应用场景不断拓展。面对不同领域日新月异的加工需求,激光加工技术还可与其他众多技术融合,进而孕育出新兴技术和产业。近年来,激光加工技术越来越多地渗透进入材料加工与光刻、高端工程机械、桥梁建筑模板、装配式建筑、特变电输送铁塔、航空航天、通讯与光储存、医疗美容等工业及消费领域,上述领域未来广阔的发展空间为激光加工设备提供了广阔的发展机遇。

我国商业化的激光切割装备是从2000年左右开始的,在此以前激光切割机都要靠进口,价格高达数百万一台,当时是CO2激光切割主导的格局。自2009年开始出现国产光纤激光器,几家领先的机器集成商开始“尝鲜”,国产高功率光纤激光器技术突破发展,带动了激光切割设备价格下降,光纤激光切割快速发展,仅用了五年时间已经取代了CO2激光切割的主导地位。如今国内从事激光切割集成商近百家,竞争非常激烈,高功率激光切割机从一二百万,有的企业卖到几十万了。在2016年这些集成商除了大族、华工法利莱、天琪、奔腾、楚天、领创、迪能等几个老品牌,一些企业的出货量也迅速发展起来,如宏山、力星、迅镭、天弘、大鹏、美克、粤铭、海目星等。

06、激光切割设备现状与未来趋势

我国目前每年各个功率层面的数控激光切割设备出货超过10000台。随着装备制造业的快速发展,我国数控激光切割成套设备已进入快速增长期,年增长率达30%以上。随着我国国民经济的飞速发展,许多传统产业需要改造,许多钣金加工领域有待开发,许多工业城市也需要建立激光加工中心。

目前激光切割技术发展趋势及特点:一是向高速、高精度激光切割机挺进;二是更高功率与大幅面的大型激光切割装备;三是三维多轴灵活多功能激光切割机。为了满足汽车、航空等工业的立体工件切割的需要,目前已发展了各种各样的5轴或6轴三维激光切割机,加工速度快,精度高,在6.2m范围内加工误差仅在0.1mm之内。目前,三维激光切割机正向高效率、高精度、多功能和高适应性方向发展,其应用范围将会愈来愈大。

随着国家进一步推动“中国制造2025”发展战略,激光智能制造越发得到重视。工艺技术的发展对激光切割的要求越来越高,更快的速度,更高的精度,更低的维护成本。同时激光切割也趋向更高功率、更加自动化加工发展。激光切割同时面临产品不规范、同质化竞争过大、应用市场差异化不明显等问题。

华而不实的万瓦激光器将逐渐退热,最终回归到实用经济的千万时代,随着精密加工行业的需求增长持续,激光切割设备将不得不在应用领域作细分、耕耘。例如闪鳄激光就专注家居家具行业小管切割。

 

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