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激光加工設備行業發展趨勢及面臨的機遇
激光加工設備行業發展趨勢及面臨的機遇
時間:2022-06-20 15:17?? 作者:楚天中谷聯創???來源:激光制造網???點擊:


激光加工技術作為一項新技術,在工業領域可用于多種金屬、非金屬材料的加工,尤其是高硬度、高脆性以及高熔點的材料。激光加工相較傳統加工方式具有可加工材料范圍廣、加工效率高、加工精度高、工件形變小等優勢,是對傳統加工技術的革新,可推動傳統制造業全面轉型升級和跨越發展。

行業概況

1、激光加工技術具備可加工材料范圍廣、加工效率高、加工精度高、工件形變小等優勢,可廣泛運用于工業領域。

截止目前,激光加工技術已被廣泛應用于工業、信息、醫學、商業、科研、軍事等領域。在工業領域,激光加工可用于多種金屬、非金屬材料的加工,尤其是高硬度、高脆性以及高熔點的材料。激光加工相較傳統加工方式具有可加工材料范圍廣、加工效率高、加工精度高、工件形變小等優勢,是對傳統加工技術的革新,可推動傳統制造業全面轉型升級和跨越發展。

從應用領域來看,激光加工可細分為激光切割、激光焊接、激光熔覆、激光清洗、激光打標等,激光加工技術在以上領域均展現出突出優勢。

2、激光加工技術特點順應高端制造、精密制造趨勢,正加速實現對傳統加工方式的替代。

激光加工技術憑借可加工材料范圍廣、加工效率高、加工精度高、工件形變小等優勢,在材料切割、焊接、增材制造、噴碼打標等領域正逐步取代傳統加工工藝,并被廣泛應用于材料加工與光刻、通信與光存儲、儀器與傳感器、醫療與美容、科研與軍事、娛樂及打印等領域。此外,激光加工數控工業軟件還可與計算機數控技術、機械自動化技術等相結合,組成智能激光加工裝備,實現對不同材質、不同形狀及不同體積的材料的精密加工。

當前國家大力支持傳統制造業向高附加值、高技術壁壘的高端制造及精密制造轉型升級,同時,隨著激光技術的進步與快速迭代,激光加工設備的成本逐步下降,預期激光加工技術將加速在制造業諸多領域全面取代傳統加工技術,大幅提升工業生產效率,推動制造業的轉型升級。

3、經過長期技術積累和產業化應用實踐,激光加工行業已形成完善的產業鏈體系。

產業鏈上游主要包括光學材料和元器件、機械、數控、電源及輔助材料等,中游主要為各種激光器及其配套裝置與設備,下游則以激光應用產品、激光制造設備、消費產品為主。

激光加工設備行業發展現狀及趨勢

總體上看,我國激光加工設備行業近年來發展迅速,但在核心技術水平及應用滲透率等方面較發達國家仍存在一定差距。作為實現傳統制造業向智能制造邁進的核心技術之一,國家高度重視并大力支持激光加工技術的產業化發展,并為進一步擴大應用范圍提供政策引導,持續推動我國制造業生產方式和制造工藝的轉型升級。當前,我國激光加工設備行業發展現狀及趨勢如下:

1、核心零部件逐步實現國產化

激光器是激光加工設備的核心部件,而激光器核心器件包括泵浦源、光學諧振腔等,由于其技術壁壘較高,導致長期以來我國激光器核心器件的進口依存度較高。為降低對激光器核心部件的進口依賴和生產成本,近年來國內廠商紛紛加大自主研發力度,投入更多科研資源,我國激光器行業逐漸步入快速成長階段,國產化程度逐年提升。

激光器是激光加工設備的核心部件,而激光器核心器件包括泵浦源、光學諧振腔等,由于其技術壁壘較高,導致長期以來我國激光器核心器件的進口依存度較高。為降低對激光器核心部件的進口依賴和生產成本,近年來國內廠商紛紛加大自主研發力度,投入更多科研資源,我國激光器行業逐漸步入快速成長階段,國產化程度逐年提升。

2、激光加工設備行業下游應用領域廣泛,持續向高功率、短波長、窄脈寬方向發展

隨著我國國民經濟的快速發展與國家戰略的深入實施,工業生產中各類金屬、非金屬工件的加工需求持續旺盛。隨著激光技術的進步及對傳統加工工藝的替代,近年來激光加工設備的應用領域快速拓展,國內激光加工設備市場迎來高速增長期。

目前,激光加工設備廣泛應用于汽車零部件、工程機械、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、通訊與光儲存、醫療美容等多個行業。具體而言,在宏觀加工領域,汽車、工程機械、航空航天器等領域大型加工件的切割、焊接可通過激光加工方式實現,相較傳統加工方式可大幅提高加工效率和加工精度;在微觀加工領域,激光加工覆蓋半導體、LED、OLED、液晶顯示等領域的精密加工環節。整體上看,激光加工具有精度高、效率高等顯著優勢,在諸多加工領域替代傳統加工設備,一方面其廣泛應用顯著促進了下游產業鏈的協同發展,同時催生了新的產業形態,另一方面下游應用領域的不斷拓展亦促進了激光加工技術的持續優化升級。

3、激光加工設備日趨數字化、智能化

當前全球已步入數字經濟時代,隨著信息技術發展和跨領域應用逐漸增加,其與制造業的融合日趨緊密,推動制造業不斷向著云化、智能化方向發展,其中工業互聯網是重要的實現方式。在此背景下,處于制造業前端的激光加工設備已不僅僅是獨立運行的工業機器,而是通過結合工業互聯網技術與激光加工技術,可實現生產計劃管理、設備在線監控和維護、故障在線診斷等一系列功能的數字化設備,可幫助生產企業提升效率、降低成本。未來隨著各類信息技術與激光加工技術進一步結合,激光加工設備將能夠更好的為制造業企業轉型升級提供支持。

此外,通過激光技術與數控技術的融合還可使激光加工設備具備對加工流程的分析、判斷、執行等能力,從而更好地實現制造流程的自動化、智能化。目前,市場上主流的激光切割、焊接、熔覆設備已可通過數控系統和自動化傳動裝置實現對加工頭運行、出光的精準控制,而數控系統還能夠實現整個激光加工生產線中各臺設備間的協調高效運行,在減少人力成本的同時,進一步提升加工效率和品質。未來隨著國家智能制造戰略的進一步落地,我國激光加工設備領域持續向數字化、智能化發展將成為必然趨勢,也將有更多智能化激光加工設備涌現并應用于國民經濟的各領域,推動制造業向著智能制造方向發展。

4、激光加工設備日趨集成化、柔性化

隨著國民經濟日益發展,裝備制造業下游客戶的應用場景和個性化加工需求日趨增多,要求激光加工設備具備更廣闊的適用領域和更完善的協同加工能力以滿足客戶的多元化需求。在生產實務中,功能單一的激光加工整機設備已逐漸無法滿足制造業企業精密、復雜工件的加工需要,因此,采用產線集成化設計、模塊柔性化生產,能夠根據客戶需要實現多環節、多工序加工的激光加工智能制造生產線日益受到制造業企業的青睞。相較僅能完成單一加工環節的單臺激光加工設備,激光柔性加工生產線可根據客戶需要完成包括切割、折彎、焊接、熔覆、打標、智能搬運與碼垛等在內的多道工序,幫助客戶大幅提升整體生產效率。預計集成化、柔性化將成為未來激光加工設備行業新的發展方向和機遇。

5、激光加工設備應用領域不斷拓展

隨著激光技術的持續進步,激光加工設備的應用場景不斷拓展。面對不同領域日新月異的加工需求,激光加工技術還可與其他眾多技術融合,進而孕育出新興技術和產業。近年來,激光加工技術越來越多地滲透進入材料加工與光刻、高端工程機械、橋梁建筑模板、裝配式建筑、特變電輸送鐵塔、航空航天、通訊與光儲存、醫療美容等工業及消費領域,上述領域未來廣闊的發展空間為激光加工設備提供了廣闊的發展機遇。

行業面臨的機遇

1、國家產業政策支持激光加工行業發展

激光加工技術憑借其精度高、速度快、加工效果好等優勢正逐步實現對傳統加工技術的替代,在制造業轉型升級過程中發揮著關鍵作用。激光加工裝備作為激光技術在生產實踐中的重要載體,屬于國家政策重點扶持領域。

政策支持為激光加工裝備市場的快速發展奠定了堅實基礎。2006 年《國家中長期科學和技術規劃綱要 2006-2020》中就將激光技術列為未來發展的前沿技術之一,近年來國家陸續出臺多項政策,多方面引導、助力激光加工設備行業發展。

《戰略性新興產業分類(2018)》將激光切割設備、激光焊接設備、激光熱處理和熔覆設備作為戰略性新興產業中的智能制造裝備產業的重點產品和服務列入指導目錄?!懂a業結構調整指導目錄(2019 年本)》將激光切割和焊接設備列為“鼓勵類”產業。2020 年 1 月,科技部、發改委、教育部、中國科學院、自然科學基金委聯合發布了《加強“從 0 到 1”基礎研究工作方案》,方案提出未來將重點支持人工智能、網絡協同制造、3D 打印和激光制造等一系列重大領域,推動關鍵核心技術突破。2021 年 3 月,全國人大審議并通過《我國國民經濟和社會發十四五規劃和2035年遠景目標綱要》,規劃提出未來將重點培育先進制造業集群,推動集成電路、航空航天、船舶與海洋工程裝備、機器人、先進軌道交通裝備、先進電力裝備、工程機械、高端數控機床、醫藥及醫療設備等產業創新發展。

2、激光加工可實現對傳統加工方式的替代,成長空間廣闊

相較傳統加工工藝,激光加工技術具備可加工材料范圍廣、加工效率高、加工精度高、工件形變小等優勢。憑借以上技術優勢,激光加工技術在材料切割、焊接、增材制造、噴碼打標等領域正逐步取代傳統加工工藝,并被廣泛應用于制造業。此外,激光加工數控工業軟件還可與計算機數控技術、自動化技術等相結合,組成智能激光加工設備,實現對不同材質、不同形狀及不同體積的材料的精密加工。隨著激光技術的進步與快速迭代,激光加工設備的成本逐步下降,激光加工技術將加速取代傳統材料加工技術并應用于制造業的各個領域,大幅提升工業生產效率,推動制造業的轉型升級,激光加工行業也將迎來加速成長階段。

3、產業鏈配套日益完善、市場廣闊規模效應凸顯

我國珠三角地區、長三角地區、華北地區以及長江中下游地區已逐步發展為全球重要的激光產業基地,廣泛分布著激光上下游企業、科研機構和制造業客戶集群,已逐步發展并形成覆蓋光學原材料、激光光學器件、激光器、激光數控系統以及激光加工設備等環節的完整產業鏈條。同時上述區域區位優勢凸顯,具備良好的陸路、水路和航空交通條件,原材料和產成品進出便捷高效。激光加工設備的生產及銷售處于激光加工中游產業,我國激光行業配套產業的完善為激光加工設備行業帶來更好的外部發展環境。

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