激光加工技術(shù)作為一項新技術(shù),在工業(yè)領(lǐng)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(diǎn)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(yōu)勢,是對傳統加工技術(shù)的革新,可推動(dòng)傳統制造業(yè)全面轉型升級和跨越發(fā)展。
01、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,可廣泛運用于工業(yè)領(lǐng)域
截止目前,激光加工技術(shù)已被廣泛應用于工業(yè)、信息、醫學(xué)、商業(yè)、科研、軍事等領(lǐng)域。在工業(yè)領(lǐng)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(diǎn)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(yōu)勢,是對傳統加工技術(shù)的革新,可推動(dòng)傳統制造業(yè)全面轉型升級和跨越發(fā)展。
從應用領(lǐng)域來(lái)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(shù)在以上領(lǐng)域均展現出突出優(yōu)勢。
02、激光加工技術(shù)特點(diǎn)順應高端制造、精密制造趨勢,正加速實(shí)現對傳統加工方式的替代
激光加工技術(shù)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(yōu)勢,在材料切割、焊接、增材制造、噴碼打標等領(lǐng)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(lè )及打印等領(lǐng)域。此外,激光加工數控工業(yè)軟件還可與計算機數控技術(shù)、機械自動(dòng)化技術(shù)等相結合,組成智能激光加工裝備,實(shí)現對不同材質(zhì)、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(yè)向高附加值、高技術(shù)壁壘的高端制造及精密制造轉型升級,同時(shí),隨著(zhù)激光技術(shù)的進(jìn)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(shù)將加速在制造業(yè)諸多領(lǐng)域全面取代傳統加工技術(shù),大幅提升工業(yè)生產(chǎn)效率,推動(dòng)制造業(yè)的轉型升級。
03、經(jīng)過(guò)長(cháng)期技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)化應用實(shí)踐,激光加工行業(yè)已形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系
經(jīng)過(guò)長(cháng)期技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)化應用實(shí)踐,激光加工行業(yè)已形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系。產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括光學(xué)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(chǎn)品、激光制造設備、消費產(chǎn)品為主。
激光加工設備行業(yè)
發(fā)展現狀及趨勢
總體上看,我國激光加工設備行業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速,但在核心技術(shù)水平及應用滲透率等方面較發(fā)達國家仍存在一定差距。作為實(shí)現傳統制造業(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)一步擴大應用范圍提供政策引導,持續推動(dòng)我國制造業(yè)生產(chǎn)方式和制造工藝的轉型升級。當前,我國激光加工設備行業(yè)發(fā)展現狀及趨勢如下:
01、核心零部件逐步實(shí)現國產(chǎn)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(xué)諧振腔等,由于其技術(shù)壁壘較高,導致長(cháng)期以來(lái)我國激光器核心器件的進(jìn)口依存度較高。為降低對激光器核心部件的進(jìn)口依賴(lài)和生產(chǎn)成本,近年來(lái)國內廠(chǎng)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(cháng)階段,國產(chǎn)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(xué)諧振腔等,由于其技術(shù)壁壘較高,導致長(cháng)期以來(lái)我國激光器核心器件的進(jìn)口依存度較高。為降低對激光器核心部件的進(jìn)口依賴(lài)和生產(chǎn)成本,近年來(lái)國內廠(chǎng)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(cháng)階段,國產(chǎn)化程度逐年提升。
02、激光加工設備行業(yè)下游應用領(lǐng)域廣泛,持續向高功率、短波長(cháng)、窄脈寬方向發(fā)展
隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展與國家戰略的深入實(shí)施,工業(yè)生產(chǎn)中各類(lèi)金屬、非金屬工件的加工需求持續旺盛。隨著(zhù)激光技術(shù)的進(jìn)步及對傳統加工工藝的替代,近年來(lái)激光加工設備的應用領(lǐng)域快速拓展,國內激光加工設備市場(chǎng)迎來(lái)高速增長(cháng)期。
目前,激光加工設備廣泛應用于汽車(chē)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(gè)行業(yè)。具體而言,在宏觀(guān)加工領(lǐng)域,汽車(chē)、工程機械、航空航天器等領(lǐng)域大型加工件的切割、焊接可通過(guò)激光加工方式實(shí)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(guān)加工領(lǐng)域,激光加工覆蓋半導體、LED、OLED、液晶顯示等領(lǐng)域的精密加工環(huán)節。整體上看,激光加工具有精度高、效率高等顯著(zhù)優(yōu)勢,在諸多加工領(lǐng)域替代傳統加工設備,一方面其廣泛應用顯著(zhù)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),另一方面下游應用領(lǐng)域的不斷拓展亦促進(jìn)了激光加工技術(shù)的持續優(yōu)化升級。
03、激光加工設備日趨數字化、智能化
當前全球已步入數字經(jīng)濟時(shí)代,隨著(zhù)信息技術(shù)發(fā)展和跨領(lǐng)域應用逐漸增加,其與制造業(yè)的融合日趨緊密,推動(dòng)制造業(yè)不斷向著(zhù)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)現方式。在此背景下,處于制造業(yè)前端的激光加工設備已不僅僅是獨立運行的工業(yè)機器,而是通過(guò)結合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與激光加工技術(shù),可實(shí)現生產(chǎn)計劃管理、設備在線(xiàn)監控和維護、故障在線(xiàn)診斷等一系列功能的數字化設備,可幫助生產(chǎn)企業(yè)提升效率、降低成本。未來(lái)隨著(zhù)各類(lèi)信息技術(shù)與激光加工技術(shù)進(jìn)一步結合,激光加工設備將能夠更好的為制造業(yè)企業(yè)轉型升級提供支持。
此外,通過(guò)激光技術(shù)與數控技術(shù)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(shí)現制造流程的自動(dòng)化、智能化。目前,市場(chǎng)上主流的激光切割、焊接、熔覆設備已可通過(guò)數控系統和自動(dòng)化傳動(dòng)裝置實(shí)現對加工頭運行、出光的精準控制,而數控系統還能夠實(shí)現整個(gè)激光加工生產(chǎn)線(xiàn)中各臺設備間的協(xié)調高效運行,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(lái)隨著(zhù)國家智能制造戰略的進(jìn)一步落地,我國激光加工設備領(lǐng)域持續向數字化、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備涌現并應用于國民經(jīng)濟的各領(lǐng)域,推動(dòng)制造業(yè)向著(zhù)智能制造方向發(fā)展。
04、激光加工設備日趨集成化、柔性化
隨著(zhù)國民經(jīng)濟日益發(fā)展,裝備制造業(yè)下游客戶(hù)的應用場(chǎng)景和個(gè)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(lǐng)域和更完善的協(xié)同加工能力以滿(mǎn)足客戶(hù)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設備已逐漸無(wú)法滿(mǎn)足制造業(yè)企業(yè)精密、復雜工件的加工需要,因此,采用產(chǎn)線(xiàn)集成化設計、模塊柔性化生產(chǎn),能夠根據客戶(hù)需要實(shí)現多環(huán)節、多工序加工的激光加工智能制造生產(chǎn)線(xiàn)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)節的單臺激光加工設備,激光柔性加工生產(chǎn)線(xiàn)可根據客戶(hù)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(hù)大幅提升整體生產(chǎn)效率。預計集成化、柔性化將成為未來(lái)激光加工設備行業(yè)新的發(fā)展方向和機遇。
05、激光加工設備應用領(lǐng)域不斷拓展
隨著(zhù)激光技術(shù)的持續進(jìn)步,激光加工設備的應用場(chǎng)景不斷拓展。面對不同領(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(lái),激光加工技術(shù)越來(lái)越多地滲透進(jìn)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(yè)及消費領(lǐng)域,上述領(lǐng)域未來(lái)廣闊的發(fā)展空間為激光加工設備提供了廣闊的發(fā)展機遇。
行業(yè)面臨的機遇
01、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)現對傳統加工技術(shù)的替代,在制造業(yè)轉型升級過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)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(chǎng)的快速發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎。2006 年《國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)規劃綱要 2006-2020》中就將激光技術(shù)列為未來(lái)發(fā)展的前沿技術(shù)之一,近年來(lái)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(yè)發(fā)展。
《戰略性新興產(chǎn)業(yè)分類(lèi)(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(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)列入指導目錄!懂a(chǎn)業(yè)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(lèi)”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“從 0 到 1”基礎研究工作方案》,方案提出未來(lái)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(guò)《我國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)十四五規劃和2035年遠景目標綱要》,規劃提出未來(lái)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、機器人、先進(jìn)軌道交通裝備、先進(jìn)電力裝備、工程機械、高端數控機床、醫藥及醫療設備等產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展。
02、激光加工可實(shí)現對傳統加工方式的替代,成長(cháng)空間廣闊
相較傳統加工工藝,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、噴碼打標等領(lǐng)域正逐步取代傳統加工工藝,并被廣泛應用于制造業(yè)。此外,激光加工數控工業(yè)軟件還可與計算機數控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等相結合,組成智能激光加工設備,實(shí)現對不同材質(zhì)、不同形狀及不同體積的材料的精密加工。隨著(zhù)激光技術(shù)的進(jìn)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(shù)將加速取代傳統材料加工技術(shù)并應用于制造業(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)的轉型升級,激光加工行業(yè)也將迎來(lái)加速成長(cháng)階段。
03、產(chǎn)業(yè)鏈配套日益完善、市場(chǎng)廣闊規模效應凸顯
我國珠三角地區、長(cháng)三角地區、華北地區以及長(cháng)江中下游地區已逐步發(fā)展為全球重要的激光產(chǎn)業(yè)基地,廣泛分布著(zhù)激光上下游企業(yè)、科研機構和制造業(yè)客戶(hù)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、激光數控系統以及激光加工設備等環(huán)節的完整產(chǎn)業(yè)鏈條。同時(shí)上述區域區位優(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。激光加工設備的生產(chǎn)及銷(xiāo)售處于激光加工中游產(chǎn)業(yè),我國激光行業(yè)配套產(chǎn)業(yè)的完善為激光加工設備行業(yè)帶來(lái)更好的外部發(fā)展環(huán)境。
來(lái)源:普華有策
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