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工业4.0下的光纤激光器市场:已成市场主流,国内厂商崛起

发布时间:2018-06-08 来源:OFweek激光网 类型:行业新闻 人浏览
关键字:

激光 技术 加工 工业4.0

导  读:

随着全球工业4.0的不断推进,激光加工技术的应用领域越来越多,从材料加工到汽车生产,再到3D打印等新兴产业,激光技术已经成为国家战略的一部分。近年来,光纤激光器技术越来越成熟,在国内的市场占比越来越大,大有取代CO2激光器之势。

近几年,随着激光器技术的成熟,在国内的很多工厂,激光加工已经取代了传统的机械加工。


工业4.0下的光纤激光器市场:已成市场主流,国内厂商崛起


随着全球工业4.0的不断推进,激光加工技术的应用领域越来越多,从材料加工到汽车生产,再到3D打印等新兴产业,激光技术已经成为国家战略的一部分。


光纤激光器的市场及应用


近年来,光纤激光器技术越来越成熟,在国内的市场占比越来越大,大有取代CO2激光器之势。


2017年全球工业激光器市场结构

工业4.0下的光纤激光器市场:已成市场主流,国内厂商崛起

(数据来源:OFweek行业研究中心)


光纤激光器之所以备受欢迎,与市场环境和它自身的特点密不可分。相较于其它类型的激光器,制造成本低、稳定性高、散热快等优势,应用在大规模增长的工业切割和焊接需求上,可谓是再合适不过的了。


光纤激光器应用范围非常广泛,包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标、激光切割、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设,以及作为其他激光器的泵浦源等。


国内光纤激光器产业起步较晚


我国光纤激光器产业化起步比较晚,早期国内光纤激光器几乎全部从海外进口。但是近几年光纤激光技术发展迅速,光纤激光器的年增长速度超过35%,远高于全球工业激光器7%-9%的增速。光纤激光器凭借先天性优势在逐渐蚕食固体和二氧化碳激光器的市场份额,同时光纤激光器也在逐渐开辟新的应用领域。


近两年,以Nd:YAG激光器为代表的固体激光器开始下滑,但是全固态固体激光器的发展未来或将能够弥补传统固体激光器的市场萎缩。此外,超快固体激光器技术的突破,将成为固体激光器市场占比提升的主要动力。


近年来国内的光纤激光器厂商后劲十足


OFweek研究中心预计未来3年,中国光纤激光器市场将持续高速增长,其市场占比继续扩大。在市场竞争的驱动作用下,部分产品价格将会进一步下跌,使光纤激光器更加普及,但是低功率光纤激光器跌幅不大;国内大功率光纤激光器的需求增长,大幅拉动国内光纤激光器的销售额。


2017年工业激光器的高速增长,主要得益于光纤激光器的大幅增长。光纤激光技术不断取得突破,行业下游需求稳步增长,光纤激光器行业市场规模超过20亿美元,在国内,光纤激光器销售额超过10亿元人民币的企业并不多见。


以国内从事光纤激光器及其核心器件研发、生产和销售的厂商深圳创鑫激光为例,其近几年的销售数据增长与技术突破,可以看出国内的光纤激光器厂商已经在市场上占有一席之地。


据相关数据显示,深圳创鑫激光已经连续几年实现业绩高速增长,去年销售额突破7亿,全年销售核心光纤激光器产品35000多台,中高功率产品销售量增长明显。预计今年销售额超10亿。


光纤激光器在这几大新兴领域大有可为


由于光纤激光器在工业加工上的独特优势,未来在这几大新兴领域的应用会非常广泛。


全面屏面板加工


全面屏趋势兴起最直接影响的是智能手机显示的方案的变革,进而要求封装的工艺就会越来越高,才可以使得手机更美观。这其中释放了异形切割的工艺要求,目前,只有激光设备才可以做到基于LTPS技术的中小尺寸柔性OLED面板在色域、对比度、节能、可弯曲等特性上超过LCD面板。而柔性OLED面板的放量是全面屏的助推剂,异形切割是全面屏得以在当前智能手机外观基础上兼容前置摄像头、受话器、传感器等功能器件的最优解决方案,进而推动小功率激光设备的发展。


对于OLED 面板的异形切割有刀轮和激光切割两种途径,其中刀轮切割属于机械加工,存在速度慢、磨具损耗块、良率低、切割面粗糙等问题,铣削加工则需要反复研磨和抛光,对于复杂的异形切割适应性差;相比之下,激光切割为非接触型加工,可以做到高速、任意形状、无碎屑等优势,尽管成本较高,但仍是手机注重颜值时代中,全面屏异形切割的主流方向。


脆性材料加工


随着消费者对手机外观的日益要求严格,手机盖板和背板的材料将会被脆性材料取代。而对于脆性材料的切割方式,传统的切割轮子将不再适用。因此,高功率、高能量的激光加工方式成为众多厂家的选择。使用激光设备进行切割,不仅节省材料热损失,还能省去切割断面后续处理。根据OFweek预测,根据2017年全球智能手机出货量为15.5亿台,预计到2020年出货量达到16.0~19.4亿台,那么到2020年3D玻璃盖板的需求量则为4~9.5亿片,那么到2020年,全球新增激光加工设备的需求为60亿元到170亿元之间。


新能源汽车及动力电池激光加工


受益于动力电池扩产,激光焊接设备行业需求增长。电动汽车未来发展的关键技术是动力电池的安全性、成本及储能容量。动力电池的制作工艺复杂,安全性要求高;其制作过程中的关键工艺技术之一是激光焊接技术;动力电池激光焊接工艺包括电池软连接焊接、顶盖焊接、密封钉焊接、模组及PACK焊接。激光焊接优势在于焊材损耗小、被焊接工件变形小、设备性能稳定易操作,焊接质量及自动化程度高。


汽车轻量化持续带动对激光焊接的需求。减轻汽车重量,不仅可以降低油耗、减少二氧化碳排放,而且可以改善加速性能、缩短制动距离、最终提升驾驶体验。因此,汽车轻量化已经成为国内外汽车制造追求的一个新的目标。实现汽车轻量化,最有效的方式是使用轻质材料;相比于传统材料,目前可用的汽车轻质化材料有铝合金、碳纤维、镁合金等,而这些材料加工较普通钢材难度更大,通常采用激光焊接的方式进行处理,可以在加工效率和性能之间找到平衡;此外,板材的激光拼焊,能减少板材的搭接部分,进而减轻一部分的重量。激光焊接作为一种先进的加工技术,未来将成为汽车制造业的标配工具,需求也将受到汽车轻量化的发展而不断增长。


3D打印


3D打印技术是将激光技术、自动化技术、人工智能技术有效结合而成新加工技术。3D打印作为一种全新的制造技术其应用优势突出,尤其是在零部件结构高度复杂的尖端科技领域,比如航空发动机、火箭飞行器、汽车发动机等的制造。随着3D打印材料和打印设备价格的下降,3D打印市场有望迅速扩展,成为重要的加工手段。2017年全球3D打印市场规模超过60亿美元。


综述:从数据上看,光纤激光器在全球范围内已经是主流的激光加工选择,前景可期。尽管国内在光纤激光器技术上起步相对较晚,但随着本土厂商的崛起,未来市场上必有中国技术的一席之地。

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