激光加工設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況_第1頁
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文檔簡介

激光加工設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況激光切割行業(yè)發(fā)展激光切割是一種成熟的工業(yè)加工技術(shù),具有高度的靈活性,且無接觸和無應(yīng)力,可直接從工件中生產(chǎn)出成品零件。激光切割是一個(gè)非常精確的過程,具有出色的尺寸穩(wěn)定性,非常小的熱影響區(qū)和狹窄的切縫。近年來,脆性和透明材料的切割為超短脈沖和紫外激光器提供了機(jī)會(huì),中國制造業(yè)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)工業(yè)制造技術(shù)的更新升級(jí),帶動(dòng)了激光切割成套設(shè)備的銷售。應(yīng)用于激光切割系統(tǒng)的光纖激光器數(shù)量在近兩年平穩(wěn)增長,激光切割設(shè)備也在朝高功率方向發(fā)展。2019年,各個(gè)行業(yè)對(duì)激光設(shè)備的需求不斷提高。激光設(shè)備的批量化生產(chǎn),帶動(dòng)了中功率激光切割裝備的快速發(fā)展,加劇了產(chǎn)品的競爭性,并導(dǎo)致中功率切割裝備的毛利率越來越低,因此激光加工廠商們開始向高功率產(chǎn)品段進(jìn)軍。2019年高功率激光切割設(shè)備如雨后春筍般地涌向市場,12kW、20kW、30kW甚至40kW的超高功率激光切割機(jī)也已經(jīng)問世。2019年,中國銷售了約34000臺(tái)中功率激光切割系統(tǒng)和7000臺(tái)高功率激光切割系統(tǒng)。功率的大幅提升也增加了設(shè)備集成難度,給上游配件廠商和系統(tǒng)廠商提出了諸多挑戰(zhàn)。一些核心單元如萬瓦級(jí)切割頭、自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)、智能總線系統(tǒng)及溫控系統(tǒng)等亟待提檔升級(jí)。然而,國產(chǎn)配件廠商和系統(tǒng)集成商從未缺席自主發(fā)展之路,紛紛加入支持行列。激光加工設(shè)備行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)(一)激光加工設(shè)備行業(yè)面臨的機(jī)遇1、國家產(chǎn)業(yè)政策支持激光加工行業(yè)發(fā)展激光加工技術(shù)憑借其精度高、速度快、加工效果好等優(yōu)勢正逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)加工技術(shù)的替代,在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。激光加工裝備作為激光技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要載體,屬于國家政策重點(diǎn)扶持領(lǐng)域。政策支持為激光加工裝備市場的快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2006年《國家中長期科學(xué)和技術(shù)規(guī)劃綱要2006-2020》中就將激光技術(shù)列為未來發(fā)展的前沿技術(shù)之一,近年來國家陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)政策,多方面引導(dǎo)、助力激光加工設(shè)備行業(yè)發(fā)展。《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(2018)》將激光切割設(shè)備、激光焊接設(shè)備、激光熱處理和熔覆設(shè)備作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)列入指導(dǎo)目錄?!懂a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》將激光切割和焊接設(shè)備列為鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)。2020年1月,科技部、發(fā)改委、教育部、中國科學(xué)院、自然科學(xué)基金委聯(lián)合發(fā)布了《加強(qiáng)從0到1基礎(chǔ)研究工作方案》,方案提出未來將重點(diǎn)支持人工智能、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、3D打印和激光制造等一系列重大領(lǐng)域,推動(dòng)關(guān)鍵核心技術(shù)突破。2021年3月,全國人大審議并通過《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》,規(guī)劃提出未來將重點(diǎn)培育先進(jìn)制造業(yè)集群,推動(dòng)集成電路、航空航天、船舶與海洋工程裝備、機(jī)器人、先進(jìn)軌道交通裝備、先進(jìn)電力裝備、工程機(jī)械、高端數(shù)控機(jī)床、醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2、激光加工可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)加工方式的替代,激光加工設(shè)備行業(yè)成長空間廣闊相較傳統(tǒng)加工工藝,激光加工技術(shù)具備可加工材料范圍廣、加工效率高、加工精度高、工件形變小等優(yōu)勢。憑借以上技術(shù)優(yōu)勢,激光加工技術(shù)在材料切割、焊接、增材制造、噴碼打標(biāo)等領(lǐng)域正逐步取代傳統(tǒng)加工工藝,并被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)。此外,激光加工數(shù)控工業(yè)軟件還可與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等相結(jié)合,組成智能激光加工設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材質(zhì)、不同形狀及不同體積的材料的精密加工。隨著激光技術(shù)的進(jìn)步與快速迭代,激光加工設(shè)備的成本逐步下降,激光加工技術(shù)將加速取代傳統(tǒng)材料加工技術(shù)并應(yīng)用于制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,大幅提升工業(yè)生產(chǎn)效率,推動(dòng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),激光加工行業(yè)也將迎來加速成長階段。3、產(chǎn)業(yè)鏈配套日益完善激光加工設(shè)備行業(yè)市場廣闊規(guī)模效應(yīng)凸顯我國珠三角地區(qū)長三角地區(qū)華北地區(qū)以及長江中下游地區(qū)已逐步發(fā)展為全球重要的激光產(chǎn)業(yè)基地,廣泛分布著激光上下游企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和制造業(yè)客戶集群,已逐步發(fā)展并形成覆蓋光學(xué)原材料、激光光學(xué)器件、激光器、激光數(shù)控系統(tǒng)以及激光加工設(shè)備等環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)鏈條。同時(shí)區(qū)域區(qū)位優(yōu)勢凸顯,具備良好的陸路、水路和航空交通條件,原材料和產(chǎn)成品進(jìn)出便捷高效。(二)激光加工設(shè)備行業(yè)面對(duì)的挑戰(zhàn)激光行業(yè)目前處于快速發(fā)展階段,技術(shù)研發(fā)、工藝優(yōu)化、產(chǎn)能擴(kuò)充、營銷推廣對(duì)于行業(yè)內(nèi)企業(yè)的資金實(shí)力提出了較高要求。面臨著產(chǎn)能擴(kuò)充帶來的原材料采購、存貨管理等運(yùn)營環(huán)節(jié)急速增長的資金需求。激光加工設(shè)備細(xì)分行業(yè)發(fā)展趨勢(一)激光切割簡介及應(yīng)用1、激光切割技術(shù)概述激光切割技術(shù)是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn),同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì),從而將工件割開。激光切割具有切割質(zhì)量好、切割效率高、切割速度快、非接觸式切割、可切割材料種類多等優(yōu)勢。2、激光切割行業(yè)市場規(guī)模根據(jù)《2022中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》數(shù)據(jù),2021年我國激光加工設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到821億元,其中激光切割設(shè)備為激光加工技術(shù)的第一大應(yīng)用領(lǐng)域,市場規(guī)模達(dá)280.1億元,占比高達(dá)34%。預(yù)計(jì)2022年國內(nèi)激光加工設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到876億元,其中激光切割設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到300億元。在材料加工領(lǐng)域,切割是不可或缺的重要工藝之一。過去由于激光加工設(shè)備成本高昂,激光切割在制造業(yè)滲透率較低,而近年來隨著激光切割設(shè)備成本的不斷下降和激光切割性能的不斷提升,激光切割逐步取代傳統(tǒng)切割方式,在汽車零部件、工程機(jī)械、橋梁建筑模板、裝配式建筑、特變電輸送鐵塔、航空航天、通訊與光儲(chǔ)存、醫(yī)療美容及其他更多領(lǐng)域獲得廣泛的運(yùn)用。在汽車零部件行業(yè),激光切割設(shè)備可應(yīng)用于汽車五金零件、汽車車身、車門框后備箱、車頂蓋、安全氣囊、保險(xiǎn)杠、中控板、立柱、座套、地毯等金屬和非金屬板材、管材的平面切割和三維立體切割;在工程機(jī)械行業(yè),激光切割設(shè)備可應(yīng)用于碳鋼、中厚板或超厚板切割、鈑金件預(yù)留工藝豁口、制作鈑金樣板和鉆孔樣等;在特變電輸送鐵塔行業(yè),激光切割設(shè)備可應(yīng)用于板材和管材下料、制孔、打標(biāo)識(shí)、開坡口等生產(chǎn)工序。幾乎在所有需要材料切割的領(lǐng)域,激光切割均可以滿足相應(yīng)需求,下游應(yīng)用行業(yè)廣泛。(二)激光焊接簡介及應(yīng)用1、激光焊接概述激光焊接利用激光束優(yōu)異的方向性和高功率密度等特性進(jìn)行工作,通過光學(xué)系統(tǒng)將激光束聚焦在很小的區(qū)域內(nèi),在極短的時(shí)間內(nèi)使被焊處形成一個(gè)能量高度集中的熱源區(qū),從而使被焊物溶化并形成牢固的焊點(diǎn)和焊縫。激光焊接根據(jù)焊接作用深度,可分為熱傳導(dǎo)焊和深熔焊;根據(jù)激光是否透過被焊物料,分為穿透焊和縫焊;根據(jù)使用激光的工作模式分為脈沖模式焊接和連續(xù)模式焊接。2、激光焊接行業(yè)市場規(guī)模隨著激光焊接在汽車制造、新能源電池、數(shù)碼加工、精密加工等領(lǐng)域應(yīng)用的崛起,國內(nèi)激光焊接設(shè)備市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)《2022中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》,近年來受新能源汽車、鋰電池、半導(dǎo)體及新興市場的需求驅(qū)動(dòng),同時(shí)受益于激光功率的不斷提升和激光器價(jià)格的下降,激光焊接設(shè)備在各行業(yè)滲透率不斷提高。2021年中國激光焊接成套設(shè)備市場銷售收入為66.5億元,同比增長29.9%,預(yù)計(jì)2022年將突破80億元。在汽車零部件行業(yè),激光焊接設(shè)備已廣泛應(yīng)用于汽車車身、車頂、底盤、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)架、排氣管、儀表盤、電池組焊接等各種結(jié)構(gòu)和零部件的平面焊接和三維立體焊接,顯著提升了汽車制造水平和品質(zhì),為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化、高強(qiáng)度創(chuàng)造了條件;在工程機(jī)械行業(yè),激光焊接設(shè)備可應(yīng)用于大尺寸碳鋼、厚板、薄板、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件焊接等;在特變電輸送鐵塔行業(yè),激光焊接設(shè)備的應(yīng)用場景主要包括塔角焊接、結(jié)構(gòu)件焊接等。激光焊接設(shè)備自動(dòng)化程度高,焊接速度快,可以大幅提升焊接效率和質(zhì)量,在大規(guī)模產(chǎn)線和柔性制造中都對(duì)社會(huì)資源優(yōu)化分配、社會(huì)效率提升方面擁有重要意義。(三)激光熔覆簡介及應(yīng)用1、激光熔覆技術(shù)概述激光熔覆技術(shù),又稱激光增材制造技術(shù),是一種以激光為能量源的增材制造技術(shù),采用高能量激光作為熱源,金屬合金粉末作為熔覆材料,通過激光與合金粉末同步作用于金屬表面快速融化形成熔池,再快速凝固形成致密、均勻并且厚度可控的冶金結(jié)合層,從而達(dá)到顯著改善工件的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能,或達(dá)到修復(fù)工件表面尺寸、強(qiáng)化延長壽命的效果。激光具有能量密度高的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)難加工金屬的制造,同時(shí)激光增材制造技術(shù)還具有不受零件結(jié)構(gòu)限制的優(yōu)點(diǎn),可用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難加工以及薄壁零件的加工制造。目前,激光增材制造技術(shù)所應(yīng)用的材料已涵蓋鈦合金、高溫合金、鐵基合金、鋁合金、難熔合金、非晶合金、陶瓷以及梯度材料等,在航空航天領(lǐng)域中高性能復(fù)雜構(gòu)建和生物制造領(lǐng)域中多孔復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造具有顯著優(yōu)勢。2、激光熔覆行業(yè)市場規(guī)模根據(jù)《2022中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》數(shù)據(jù),2021年我國激光熔覆設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模達(dá)42.9億元,預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到48.1億元。3、激光熔覆在多方面領(lǐng)先傳統(tǒng)表面處理工藝,發(fā)展前景廣闊激光熔覆技術(shù)可以顯著改善工件的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能,或達(dá)到修復(fù)工件表面尺寸、強(qiáng)化延長壽命的效果,可以替代TIG電弧增材、超高速火焰噴涂、等離子噴涂、電鍍硬鉻等傳統(tǒng)表面處理工藝。激光沖擊噴丸行業(yè)發(fā)展激光沖擊噴丸是一種新興的噴丸技術(shù),它將殘余壓縮應(yīng)力引入金屬表面以改善疲勞和腐蝕性能。與在過去60年中被廣泛使用的傳統(tǒng)噴丸處理相比,激光沖擊噴丸可以產(chǎn)生更深的等離子體變形深度和更高的殘余應(yīng)力,而不會(huì)留下粗糙的表面。這種更深、更高的壓縮殘余應(yīng)力又導(dǎo)致更長的疲勞壽命。此外,還可以提供更高的耐蝕性。激光噴丸技術(shù)最早是在20世紀(jì)60年代初發(fā)現(xiàn)和研究的,在美國巴特爾實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了原型設(shè)備的初步可行性研究。然而,由于缺乏可靠的、高重復(fù)率和高平均激光功率,因此長期沒有被商業(yè)化應(yīng)用。為了減輕飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片前緣上的異物損壞,GE飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司(俄亥俄州辛辛那提市)于1997年開發(fā)了第一個(gè)商業(yè)應(yīng)用程序。關(guān)于激光沖擊噴丸的研究可分為基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。前者主要涉及對(duì)過程中基本物理學(xué)的理解,后者則是在不同參數(shù)和配置下進(jìn)行激光沖擊噴丸的案例研究,并將其應(yīng)用于不同的材料。在要求提高工程部件疲勞壽命的應(yīng)用中,激光沖擊噴丸處理是至關(guān)重要的過程。激光加工設(shè)備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢總體上看,我國激光加工設(shè)備行業(yè)近年來發(fā)展迅速,但在核心技術(shù)水平及應(yīng)用滲透率等方面較發(fā)達(dá)國家仍存在一定差距。作為實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造邁進(jìn)的核心技術(shù)之一,國家高度重視并大力支持激光加工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,并為進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍提供政策引導(dǎo),持續(xù)推動(dòng)我國制造業(yè)生產(chǎn)方式和制造工藝的轉(zhuǎn)型升級(jí)。(一)激光加工設(shè)備行業(yè)核心零部件逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化激光器是激光加工設(shè)備的核心部件,而激光器核心器件包括泵浦源、光學(xué)諧振腔等,由于其技術(shù)壁壘較高,導(dǎo)致長期以來我國激光器核心器件的進(jìn)口依存度較高。為降低對(duì)激光器核心部件的進(jìn)口依賴和生產(chǎn)成本,近年來國內(nèi)廠商紛紛加大自主研發(fā)力度,投入更多科研資源,我國激光器行業(yè)逐漸步入快速成長階段,國產(chǎn)化程度逐年提升。以光纖激光器為例,根據(jù)《2022中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》,從市場滲透率來看,在1-3KW功率段光纖激光器市場,2022年國產(chǎn)光纖激光器市場份額預(yù)計(jì)將達(dá)到97.3%,已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化;在3-6KW功率段光纖激光器市場,國產(chǎn)激光器滲透率由2018年的15.8%迅速提升至2022年(預(yù)計(jì))的95.7%;在6-10KW功率段光纖激光器市場,2022年國產(chǎn)滲透率預(yù)計(jì)將達(dá)到58.6%。在10KW以上功率段光纖激光器市場,國產(chǎn)激光器滲透率更是從2018年的5.7%快速增長至2022年(預(yù)計(jì))的64.1%。隨著國內(nèi)激光器企業(yè)綜合實(shí)力的增強(qiáng),國產(chǎn)激光器與國際技術(shù)差距逐步縮小,低功率激光器已基本實(shí)現(xiàn),中功率、高功率光纖激光器國產(chǎn)化率快速提升。未來隨著技術(shù)差距的進(jìn)一步縮小,預(yù)計(jì)國產(chǎn)激光器功率和性能將逐步提高,高功率段光纖激光器領(lǐng)域的國內(nèi)外品牌競爭將愈演愈烈,激光設(shè)備核心零部件的國產(chǎn)化率也將進(jìn)一步提升。(二)激光加工設(shè)備行業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,持續(xù)向高功率、短波長、窄脈寬方向發(fā)展隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與國家戰(zhàn)略的深入實(shí)施,工業(yè)生產(chǎn)中各類金屬、非金屬工件的加工需求持續(xù)旺盛。隨著激光技術(shù)的進(jìn)步及對(duì)傳統(tǒng)加工工藝的替代,近年來激光加工設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域快速拓展,國內(nèi)激光加工設(shè)備市場迎來高速增長期。目前,激光加工設(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車零部件、工程機(jī)械、橋梁建筑模板、裝配式建筑、特變電輸送鐵塔、材料加工與光刻、航空航天、通訊與光儲(chǔ)存、醫(yī)療美容等多個(gè)行業(yè)。具體而言,在宏觀加工領(lǐng)域,汽車、工程機(jī)械、航空航天器等領(lǐng)域大型加工件的切割、焊接可通過激光加工方式實(shí)現(xiàn),相較傳統(tǒng)加工方式可大幅提高加工效率和加工精度;在微觀加工領(lǐng)域,激光加工覆蓋半導(dǎo)體、LED、OLED、液晶顯示等領(lǐng)域的精密加工環(huán)節(jié)。整體上看,激光加工具有精度高、效率高等顯著優(yōu)勢,在諸多加工領(lǐng)域替代傳統(tǒng)加工設(shè)備,一方面其廣泛應(yīng)用顯著促進(jìn)了下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展,同時(shí)催生了新的產(chǎn)業(yè)形態(tài),另一方面下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展亦促進(jìn)了激光加工技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化升級(jí)。根據(jù)《2022中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》數(shù)據(jù),2021年我國激光加工設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到821億元,預(yù)計(jì)2022年國內(nèi)激光加工設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到876億元。隨著新冠肺炎疫情后國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)復(fù)蘇、傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的進(jìn)一步推進(jìn)以及激光技術(shù)不斷發(fā)展成熟,各行業(yè)對(duì)激光加工設(shè)備的需求將不斷增長,激光加工設(shè)備市場將迎來較長的發(fā)展機(jī)遇期。此外,在國內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)不斷深化的背景下,為更好的滿足高端制造業(yè)日益增長的高強(qiáng)度加工、精密加工需求,激光技術(shù)不斷向高功率、短波長、窄脈寬方向發(fā)展。更高的功率能夠提高設(shè)備對(duì)工件的加工速度和強(qiáng)度,提升加工效率;波長更長可使激光束集聚性更好,在加工中形成更小的光點(diǎn),提升加工精度;更窄的脈寬能夠降低加工時(shí)對(duì)工件表面的損傷,從而使加工的效果得到優(yōu)化。(三)激光加工設(shè)備日趨數(shù)字化智能化當(dāng)前全球已步入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,隨著信息技術(shù)發(fā)展和跨領(lǐng)域應(yīng)用逐漸增加,其與制造業(yè)的融合日趨緊密,推動(dòng)制造業(yè)不斷向著云化、智能化方向發(fā)展,其中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是重要的實(shí)現(xiàn)方式。在此背景下,處于制造業(yè)前端的激光加工設(shè)備已不僅僅是獨(dú)立運(yùn)行的工業(yè)機(jī)器,而是通過結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與激光加工技術(shù),可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃管理、設(shè)備在線監(jiān)控和維護(hù)、故障在線診斷等一系列功能的數(shù)字化設(shè)備,可幫助生產(chǎn)企業(yè)提升效率、降低成本。未來隨著各類信息技術(shù)與激光加工技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合,激光加工設(shè)備將能夠更好的為制造業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供支持。此外,通過激光技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的融合還可使激光加工設(shè)備具備對(duì)加工流程的分析、判斷、執(zhí)行等能力,從而更好地實(shí)現(xiàn)制造流程的自動(dòng)化、智能化。目前,市場上主流的激光切割、焊接、熔覆設(shè)備已可通過數(shù)控系統(tǒng)和自動(dòng)化傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)加工頭運(yùn)行、出光的精準(zhǔn)控制,而數(shù)控系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)激光加工生產(chǎn)線中各臺(tái)設(shè)備間的協(xié)調(diào)高效運(yùn)行,在減少人力成本的同時(shí),進(jìn)一步提升加工效率和品質(zhì)。未來隨著國家智能制造戰(zhàn)略的進(jìn)一步落地,我國激光加工設(shè)備領(lǐng)域持續(xù)向數(shù)字化、智能化發(fā)展將成為必然趨勢,也將有更多智能化激光加工設(shè)備涌現(xiàn)并應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域,推動(dòng)制造業(yè)向著智能制造方向發(fā)展。(四)激光加工設(shè)備日趨集成化柔性化隨著國民經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展,裝備制造業(yè)下游客戶的應(yīng)用場景和個(gè)性化加工需求日趨增多,要求激光加工設(shè)備具備更廣闊的適用領(lǐng)域和更完善的協(xié)同加工能力以滿足客戶的多元化需求。在生產(chǎn)實(shí)務(wù)中,功能單一的激光加工整機(jī)設(shè)備已逐漸無法滿足制造業(yè)企業(yè)精密、復(fù)雜工件的加工需要,因此,采用產(chǎn)線集成化設(shè)計(jì)、模塊柔性化生產(chǎn),能夠根據(jù)客戶需要實(shí)現(xiàn)多環(huán)節(jié)、多工序加工的激光加工智能制造生產(chǎn)線日益受到制造業(yè)企業(yè)的青睞。相較僅能完成單一加工環(huán)節(jié)的單臺(tái)激光加工設(shè)備,激光柔性加工生產(chǎn)線可根據(jù)客戶需要完成包括切割、折彎、焊接、熔覆、打標(biāo)、智能搬運(yùn)與碼垛等在內(nèi)的多道工序,幫助客戶大幅提升整體生產(chǎn)效率。預(yù)計(jì)集成化、柔性化將成為未來激光加工設(shè)備行業(yè)新的發(fā)展方向和機(jī)遇。(五)激光加工設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展隨著激光技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,激光加工設(shè)備的應(yīng)用場景不斷拓展。面對(duì)不同領(lǐng)域日新月異的加工需求,激光加工技術(shù)還可與其他眾多技術(shù)融合,進(jìn)而孕育出新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。近年來,激光加工技術(shù)越來越多地滲透進(jìn)入材料加工與光刻、高端工程機(jī)械、橋梁建筑模板、裝配式建筑、特變電輸送鐵塔、航空航天、通訊與光儲(chǔ)存、醫(yī)療美容等工業(yè)及消費(fèi)領(lǐng)域,未來廣闊的發(fā)展空間為激光加工設(shè)備提供了廣闊的發(fā)展機(jī)遇。激光清洗行業(yè)發(fā)展我國激光清洗技術(shù)的研究和設(shè)備開發(fā)起步較晚,早期發(fā)展基本上是跟蹤國外技術(shù)。近兩年來,隨著國家環(huán)保政策的不斷收緊以及人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng),激光清洗行業(yè)逐漸走向上升通道,在機(jī)械、石化、公路運(yùn)輸、印刷、電子電路及核工業(yè)等行業(yè)持續(xù)發(fā)力。激光清洗行業(yè)還在不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍,已經(jīng)滲透到航空公司飛機(jī)維保領(lǐng)域。以中國南方航空為例,采取激光清洗手段每清洗一架空客A320客機(jī),平均節(jié)省維護(hù)成本約40萬元。當(dāng)前,國內(nèi)銷售收入過千萬的激光清洗企業(yè)已經(jīng)不下30家,少數(shù)幾家已經(jīng)逼近5000萬元的年銷售收入。預(yù)計(jì)2020年整個(gè)行業(yè)將會(huì)進(jìn)一步爆發(fā),年?duì)I收增幅有望超過30%。超快激光也是近年來激光市場最突出的增長點(diǎn),其增速數(shù)倍于激光行業(yè)的整體增速。2019年國內(nèi)從事超快激光器研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)超過25家,預(yù)計(jì)2020年國內(nèi)超快激光器市場規(guī)模將達(dá)到25億元。超快激光器市場在脆性材料加工市場取得了穩(wěn)步增長。諸如手機(jī)屏異形切割、手機(jī)攝像頭藍(lán)寶石蓋板切割、特殊材料標(biāo)記、隱形二維碼打標(biāo)、高性能FPC切割、OLED材料切割打孔,以及太陽能PERC電池加工等領(lǐng)域訂單需求不斷。國內(nèi)超快激光器生產(chǎn)企業(yè)也逐漸找到了自己的細(xì)分賽道。隨著5G通信技術(shù)走向成熟,2020年消費(fèi)電子市場有望迎來一波換機(jī)熱潮。近兩年,國內(nèi)面板廠商持續(xù)加碼柔性屏幕生產(chǎn)線,為下一代手機(jī)提供新型顯示方案。然而,適用柔性AMOLED材料加工的激光微加工設(shè)備中,絕大多數(shù)的超快激光器仍依賴進(jìn)口。隨著更多柔性屏幕產(chǎn)線投產(chǎn)和成規(guī)模出貨,巨大的潛在市場將有效推動(dòng)國內(nèi)超快激光器企業(yè)和下游設(shè)備企業(yè)奮發(fā)圖強(qiáng),從而彌補(bǔ)產(chǎn)業(yè)鏈條缺少國產(chǎn)設(shè)備的短板。水中的激光微加工是將要加工的工件表面置于水下,并且因施加水而導(dǎo)致加工質(zhì)量的提高。水射流引導(dǎo)的激光微加工,其中水射流可以幫助引導(dǎo)激光束,增加工作距離,減少污染并產(chǎn)生冷卻效果。助水密激光微加工(UWLM)是近年來一種新的加工技術(shù),該技術(shù)除了對(duì)要加工的表面區(qū)域進(jìn)行水密化外,還應(yīng)用了超聲波引起超聲空化并激勵(lì)水產(chǎn)生有益的效果,例如原位超聲清潔,以改善加工過程。在實(shí)驗(yàn)室條件下,發(fā)現(xiàn)在ns入射激光脈沖相似的情況下,與在空氣中進(jìn)行激光微加工相比,UWLM產(chǎn)生的碎屑沉積要少得多,并且每個(gè)脈沖的燒蝕深度比沒有超聲的水中要高幾倍。還有一種超聲波輔助加工工藝,超聲振動(dòng)輔助激光加工是指將要加工的工件表面進(jìn)行超聲振動(dòng),而不是將其浸入水中的過程。它與前述的UWLM工藝從根本上不同,因?yàn)樗簧婕癠WLM在水浸工件表面加工區(qū)域周圍的超聲波水內(nèi)清潔作用的關(guān)鍵組成部分。人們發(fā)現(xiàn)施加超聲振動(dòng)可以提高激光加工效率。除超聲波外,人們正在嘗試激光加工與電化學(xué)加工,電場或磁場的組合。激光微加工通常涉及將激光直接照射到工件表面以去除材料。近來一種經(jīng)過改進(jìn)的工藝稱為激光誘導(dǎo)等離子體微加工(LIPMM),其中將介質(zhì)中的激光誘導(dǎo)等離子體用于去除材料的能源。另外,一種提高激光微加工質(zhì)量和效率的方法是使用激光脈沖序列,其中每個(gè)序列包含兩個(gè)或多個(gè)具有適當(dāng)脈沖能量和相對(duì)定時(shí)等的脈沖。激光加工行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析激光加工技術(shù)作為現(xiàn)代制造業(yè)的先進(jìn)技術(shù)之一,具有傳統(tǒng)加工方式所不具有的高精密、高效率、低能耗、低成本等優(yōu)點(diǎn),在加工材料的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境等方面有較大的自由度,能較好地解決不同材料的加工、成型和精煉等技術(shù)問題。激光是指通過人工方式,用光或放電等強(qiáng)能量激發(fā)特定的物質(zhì)而產(chǎn)生的光。激光是20世紀(jì)以來繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后,人類的又一重大發(fā)明,被稱為最快的刀、最準(zhǔn)的尺、最亮的光。激光是指原子受激輻射的光,故名激光。激光相比普通光源具有單色性、相干性、高亮度及高方向性。激光應(yīng)用廣泛,包括激光打標(biāo)、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光武器、激光唱片、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器、LIF無損檢測技術(shù)等。激光起始于1917年愛因斯坦提出受激發(fā)射理論,即一個(gè)光子使得受激原子發(fā)出一個(gè)相同的光子。之后的40年時(shí)間激光技術(shù)在理論上逐步走向成熟。20世紀(jì)后,激光行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。激光產(chǎn)業(yè)鏈上游是利用半導(dǎo)體材料、高端裝備以及相關(guān)的生產(chǎn)輔料制造的光學(xué)元器件、光學(xué)材料等,主要包括激光晶體材料、光學(xué)鏡片、泵浦源、振鏡、光柵、激光芯片、特種光纖、光纖合束器等一系列核心部件,是激光產(chǎn)業(yè)的基石。中游則是利用上游激光芯片及光電器件、模組、光學(xué)元件等進(jìn)行各類激光器的制造與銷售;下游為激光設(shè)備集成商,產(chǎn)品最終應(yīng)用于先進(jìn)制造、醫(yī)療健康、科學(xué)研究、汽車應(yīng)用、信息技術(shù)、光通信、光存儲(chǔ)等眾多領(lǐng)域。隨著科技的發(fā)展,激光加工行業(yè)逐步引入了機(jī)器視覺,有效的提高了激光加工設(shè)備的精確性,智能性和自動(dòng)化性能,滿足現(xiàn)代化工業(yè)大批量、大規(guī)模的生產(chǎn)質(zhì)量要求,降低不良品生產(chǎn),節(jié)約成本,促進(jìn)了企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。激光焊接以其無焊接污染和無形變的優(yōu)點(diǎn)在精密儀器焊接中占據(jù)著重要的位置,機(jī)器視覺引導(dǎo)更是使其錦上添花。具體應(yīng)用如汽車車身鋼板焊接、電池焊接、心臟起博器、密封繼電池器等。激光打標(biāo)技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè),為優(yōu)質(zhì)、高效、無污染和低成本的現(xiàn)代加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。隨著現(xiàn)代激光打標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,對(duì)激光制造的設(shè)備系統(tǒng)小型化,高效率和集成化的要求越來越高,新型高功率光纖激光技術(shù)的開發(fā)成功,必對(duì)此產(chǎn)生極大的推動(dòng)。激光器技術(shù)和激光微加工應(yīng)用技術(shù)不斷發(fā)展,激光加工技術(shù)能夠在更多領(lǐng)域替代傳統(tǒng)機(jī)械加工,預(yù)計(jì)將會(huì)帶動(dòng)激光器行業(yè)不斷發(fā)展。激光焊接行業(yè)發(fā)展近年來,激光焊接設(shè)備在五金建材、汽車制造、電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、新能源電池及航空航天等行業(yè)逐漸替代傳統(tǒng)焊接設(shè)備,占據(jù)市場份額。在汽車工業(yè)中,白車身(BIW)焊接被廣泛使用,需要多達(dá)2000~5000個(gè)點(diǎn)

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