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激光加工設備正朝著集成化、柔性化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展
1、激光加工技術(shù)概況
激光是窄幅頻率光輻射線經(jīng)受激反饋共振與輻射放大,產(chǎn)生的準直、單色、相干定向光束。作為新光源,它因方向性、單色性、相干性好及能量密度高,在工業(yè)、信息、醫(yī)學等多領域廣泛應用。
工業(yè)上,激光利用與物質(zhì)相互作用特性加工材料,按作用效果分為激光切割、焊接、熔覆、清洗、打標等。激光加工技術(shù)憑精度高、速度快、效果好等優(yōu)勢,正逐步取代傳統(tǒng)加工技術(shù),成為國家大力支持推廣的高新技術(shù)。在全球經(jīng)濟回暖、制造業(yè)投資增加、智能制造加速的背景下,其下游應用的深度和廣度將進一步拓展。
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)領域。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(shù)在以上領域均展現(xiàn)出突出優(yōu)勢。
激光加工技術(shù)的分類
資料來源:普華有策
2、激光加工設備行業(yè)發(fā)展趨勢
激光加工技術(shù)正逐步取代傳統(tǒng)加工技術(shù),應用廣泛且市場前景廣闊。其下游行業(yè)覆蓋眾多工業(yè)制造業(yè)領域,行業(yè)發(fā)展周期與整體宏觀經(jīng)濟周期呈正相關。近年來,我國激光加工設備行業(yè)發(fā)展迅猛,但在核心技術(shù)水平以及應用滲透率上,相比發(fā)達國家還有差距。作為助力傳統(tǒng)制造業(yè)邁向智能制造的關鍵技術(shù)之一,激光加工技術(shù)受到國家的高度重視與大力支持。國家積極推動其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,通過政策引導進一步拓展應用范圍,持續(xù)助力我國制造業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)方式與制造工藝的轉(zhuǎn)型升級。當前,我國激光加工設備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢如下:
(1)核心零部件逐步實現(xiàn)自產(chǎn)
激光器是激光加工設備核心,其泵浦源、光學諧振腔等核心器件技術(shù)門檻高,長期以來我國依賴進口。為擺脫依賴、降低成本,國內(nèi)廠商近年加大自主研發(fā)投入,推動我國激光器行業(yè)快速成長。隨著國內(nèi)企業(yè)綜合實力提升,國產(chǎn)激光器與國際先進技術(shù)差距縮小。未來,技術(shù)差距進一步縮小時,預計國內(nèi)品牌光纖激光器功率和性能將持續(xù)優(yōu)化。高功率段光纖激光器領域,國內(nèi)外競爭將加劇,國內(nèi)品牌光纖激光設備核心零部件市場份額有望進一步擴大。
(2)激光加工設備行業(yè)下游應用領域廣泛,持續(xù)向高功率、短波長、窄脈寬方向發(fā)展
我國經(jīng)濟發(fā)展與國家戰(zhàn)略推進,工業(yè)對金屬、非金屬工件加工需求旺盛,激光技術(shù)進步取代傳統(tǒng)工藝,使激光加工設備應用領域迅速拓展,國內(nèi)市場高速增長。如今其廣泛用于汽車、航空航天、醫(yī)療美容等多行業(yè),宏觀領域大幅提升大型件加工效率與精度,微觀領域覆蓋半導體等精密加工環(huán)節(jié)。因精度高、效率高,激光加工在諸多領域取代傳統(tǒng)設備,推動下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、催生新產(chǎn)業(yè),且下游應用拓展促使激光技術(shù)持續(xù)優(yōu)化。2023年我國激光加工設備行業(yè)市場規(guī)模達910億元,預計2025年突破1000億元。隨著傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、激光技術(shù)成熟,各行業(yè)對其需求將持續(xù)增長,激光加工設備市場將迎來長期發(fā)展機遇期。
2020-2024年中國激光設備市場銷售收入
資料來源:普華有策
在國內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級不斷深化,高端制造業(yè)對高強度、精密加工需求日益增長的背景下,激光技術(shù)朝著高功率、長波長、窄脈寬方向發(fā)展。高功率可加快加工速度、增強加工強度,提升效率;長波長讓激光束集聚性更佳,光點更小,提高精度;窄脈寬能減少對工件表面損傷,優(yōu)化加工效果。
(3)激光加工設備日趨數(shù)字化、智能化
全球步入數(shù)字經(jīng)濟時代,信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合,推動制造業(yè)向云化、智能化發(fā)展,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為關鍵橋梁。在此背景下,激光加工設備融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與自身技術(shù),從孤立設備轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆渖a(chǎn)計劃管理、設備監(jiān)控維護、故障診斷等功能的數(shù)字化設備,助力企業(yè)提效降本,且未來技術(shù)深度融合將更有力推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。同時,激光與數(shù)控技術(shù)融合賦予設備分析、判斷、執(zhí)行加工流程能力,當下主流設備借助數(shù)控系統(tǒng)等精準控制運行,數(shù)控系統(tǒng)還能協(xié)調(diào)生產(chǎn)線設備,降本增效提質(zhì)。隨著國家智能制造戰(zhàn)略推進,我國激光加工設備數(shù)字化、智能化發(fā)展成為必然,未來將有更多智能設備應用于各領域,推動制造業(yè)邁向智能制造。
(4)激光加工設備日趨集成化、柔性化
隨著國民經(jīng)濟發(fā)展,裝備制造業(yè)下游客戶應用場景與個性化加工需求增多,要求激光加工設備適用領域更廣、協(xié)同加工能力更強,以滿足多元化需求。生產(chǎn)中,功能單一的激光加工整機難滿足制造業(yè)對精密、復雜工件的加工要求。于是,采用產(chǎn)線集成化設計、模塊柔性化生產(chǎn),能依客戶需求實現(xiàn)多環(huán)節(jié)、多工序加工的激光加工智能制造生產(chǎn)線,備受制造業(yè)企業(yè)青睞。相比只能完成單一加工環(huán)節(jié)的單臺設備,激光柔性加工生產(chǎn)線可按客戶需求完成切割、折彎、焊接等多道工序,大幅提升整體生產(chǎn)效率。預計集成化、柔性化將成未來激光加工設備行業(yè)新發(fā)展方向與機遇。
(5)應用場景不斷拓展
激光技術(shù)持續(xù)進步,激光加工設備應用場景不斷拓展。面對各領域多變加工需求,其能與多種技術(shù)融合,催生新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。近年來,激光加工技術(shù)已滲透至材料加工、工程機械、建筑、航空航天、醫(yī)療美容等工業(yè)及消費領域,這些領域未來廣闊前景,為激光加工設備帶來巨大發(fā)展機遇。
3、激光加工設備細分行業(yè)分析
(1)激光切割
激光切割技術(shù)以聚焦的高功率密度激光束照射工件,使材料速熔、汽化,借同軸高速氣流吹除熔融物完成切割。它切割質(zhì)量好、效率高、速度快,屬非接觸式,適用多種材料。我國激光切割設備終端應用廣,主要用于工業(yè)材料加工和通信存儲,醫(yī)療美容、科研軍事等領域也有涉及。材料加工里切割關鍵,過去設備成本高致其在制造業(yè)滲透率低,近年成本降、性能升,在汽車零部件、工程機械、特變電輸送鐵塔等多領域取代傳統(tǒng)切割,如汽車零部件行業(yè)可切割板材管材,工程機械行業(yè)能切割碳鋼等并制樣板,特變電輸送鐵塔行業(yè)可用于下料、制孔等,下游幾乎覆蓋所有材料切割需求領域。
(2)激光焊接
激光焊接借助激光束方向性佳、功率密度高的特性,經(jīng)光學系統(tǒng)將激光束聚焦于極小區(qū)域,短時間內(nèi)在被焊處形成能量高度集中的熱源區(qū),使被焊物熔化進而形成牢固焊點和焊縫。其分類多樣,按焊接作用深度,可分為熱傳導焊和深熔焊;按激光是否透過被焊物料,分為穿透焊和縫焊;按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。
隨著激光焊接在汽車制造、新能源電池、數(shù)碼加工、精密加工等領域應用的崛起,國內(nèi)激光焊接設備市場規(guī)模不斷擴大。近年來受新能源汽車、鋰電池、半導體及新興市場的需求驅(qū)動,同時受益于激光功率的不斷提升和激光器價格的下降,激光焊接設備在各行業(yè)滲透率不斷提高。2024年中國激光焊接成套設備市場銷售收入為165億元?,同比增長43%?,預計2025年將突破200億元。
2020-2024年中國激光焊接設備市場銷售收入情況
資料來源:普華有策
(3)激光熔覆
激光熔覆技術(shù)(激光增材制造技術(shù))以激光為能量源,高能量激光與金屬合金粉末同步作用于金屬表面,形成熔池并快速凝固,生成致密、均勻且厚度可控的冶金結(jié)合層,能顯著改善工件耐磨、耐蝕性能,修復表面尺寸、強化延長壽命。該技術(shù)能量密度高,可制造難加工金屬,不受零件結(jié)構(gòu)限制,適用于復雜、難加工及薄壁零件,應用材料多樣,在航空航天復雜構(gòu)件和生物制造多孔結(jié)構(gòu)方面優(yōu)勢突出,能替代TIG電弧增材等傳統(tǒng)工藝,修復成本低、時間短,可解決轉(zhuǎn)動部件搶修難題。其在煤炭開采、石油化工、航空工業(yè)等領域均有應用,如維修礦用設備、修復石油化工耗損件與飛機零部件。我國作為裝備制造大國,“十四五”期間高端裝備制造業(yè)發(fā)展迅速,海洋、軌道交通裝備制造等領域的軸類、鐵軌等可借該技術(shù)表面強化,失效零部件能綠色修復,降本節(jié)能。未來,激光熔覆將逐步取代電鍍等傳統(tǒng)修復方式,在高端裝備制造行業(yè)市場空間廣闊。
4、行業(yè)競爭格局
國內(nèi)激光加工設備行業(yè),因上游核心零部件國內(nèi)品牌份額提升、進入門檻降低及細分應用多,市場格局分散,集中度低,競爭激烈。但行業(yè)仍處快速發(fā)展、推動傳統(tǒng)制造業(yè)升級階段,規(guī)模提升讓有競爭優(yōu)勢的大企業(yè)做強,中小企業(yè)也獲發(fā)展機遇。
行業(yè)龍頭大族激光、華工科技綜合技術(shù)實力強,業(yè)務廣,在各類激光加工設備領域優(yōu)勢顯著,有研發(fā)大型集成化智能制造生產(chǎn)線能力與經(jīng)驗,下游客戶優(yōu)質(zhì)。海目星、聯(lián)贏激光、宏石激光及其他廠商在部分領域具差異化優(yōu)勢,如海目星在3C、新能源動力電池領域的激光切割、焊接設備有競爭力;聯(lián)贏激光在汽車、新能源動力電池等行業(yè)的焊接設備經(jīng)驗豐富;宏石激光在激光切割領域有市場影響力;部分企業(yè)已構(gòu)建立體化產(chǎn)品體系,在金屬精密加工領域知名。市場還有大量中小廠商,規(guī)模、技術(shù)、品牌受限,主營單一,以激光切割設備為主,研發(fā)能力弱,產(chǎn)品銷售多局限在本地或周邊,靠價格競爭。
5、政策對行業(yè)的影響
激光加工設備產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出的蓬勃發(fā)展態(tài)勢,離不開國家政策對該行業(yè)的大力扶持。自改革開放以來,國家政府持續(xù)推出一系列政策,全力支持我國激光加工設備全產(chǎn)業(yè)鏈的建設與發(fā)展。這些政策聚焦于推動技術(shù)層面的攻堅克難,積極引導產(chǎn)業(yè)朝著高端化、國產(chǎn)化方向邁進。地方政府緊跟中央政策步伐,也紛紛出臺相關政策,鼓勵各地合理布局激光設備產(chǎn)業(yè)鏈,著重推動對激光器核心領域技術(shù)的突破,并致力于打造高端智能設備產(chǎn)業(yè)園區(qū),為激光加工設備產(chǎn)業(yè)的全方位發(fā)展營造良好的政策環(huán)境。
主要法律法規(guī)和政策
資料來源:普華有策
《2025-2031年中國激光加工設備行業(yè)細分市場投資新機遇及發(fā)展前景預測報告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模,產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關技術(shù)/專利、競爭格局、上游原料情況、下游主要應用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點企業(yè)/玩家,企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動因素、市場前景預測,投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關風險等內(nèi)容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調(diào)研項目、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。(PHPOLICY:GYF)