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工業4.0下的光纖激光器市場:已成市場主流,國內廠商崛起

導讀: 隨著全球工業4.0的推進,激光加工技術的應用領域越來越多,逐漸取代了很多傳統機械加工,其中光纖激光技術發展迅速,光纖激光器市場年增長速度超過35%,遠高于全球工業激光器的增速,在此機遇下,國內光纖激光器廠商開始崛起。


近幾年,隨著激光器技術的成熟,在國內的很多工廠,激光加工已經取代了傳統的機械加工。

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隨著全球工業4.0的不斷推進,激光加工技術的應用領域越來越多,從材料加工到汽車生產,再到3D打印等新興產業,激光技術已經成為國家戰略的一部分。


光纖激光器的市場及應用
近年來,光纖激光器技術越來越成熟,在國內的市場占比越來越大,大有取代CO2激光器之勢。

2017年全球工業激光器市場結構
2-2017年全球工業激光器市場結構.png 

光纖激光器之所以備受歡迎,與市場環境和它自身的特點密不可分。相較于其它類型的激光器,制造成本低、穩定性高、散熱快等優勢,應用在大規模增長的工業切割和焊接需求上,可謂是再合適不過的了。
光纖激光器應用范圍非常廣泛,包括激光光纖通訊、激光空間遠距通訊、工業造船、汽車制造、激光雕刻激光打標、激光切割、軍事國防安全、醫療器械儀器設備、大型基礎建設,以及作為其他激光器的泵浦源等。


國內光纖激光器產業起步較晚
我國光纖激光器產業化起步比較晚,早期國內光纖激光器幾乎全部從海外進口。但是近幾年光纖激光技術發展迅速,光纖激光器的年增長速度超過35%,遠高于全球工業激光器7%-9%的增速。光纖激光器憑借先天性優勢在逐漸蠶食固體和二氧化碳激光器的市場份額,同時光纖激光器也在逐漸開辟新的應用領域。

近兩年,以Nd:YAG激光器為代表的固體激光器開始下滑,但是全固態固體激光器的發展未來或將能夠彌補傳統固體激光器的市場萎縮。此外,超快固體激光器技術的突破,將成為固體激光器市場占比提升的主要動力。

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近年來國內的光纖激光器廠商后勁十足
OFweek研究中心預計未來3年,中國光纖激光器市場將持續高速增長,其市場占比繼續擴大。在市場競爭的驅動作用下,部分產品價格將會進一步下跌,使光纖激光器更加普及,但是低功率光纖激光器跌幅不大;國內大功率光纖激光器的需求增長,大幅拉動國內光纖激光器的銷售額。
2017年工業激光器的高速增長,主要得益于光纖激光器的大幅增長。光纖激光技術不斷取得突破,行業下游需求穩步增長,光纖激光器行業市場規模超過20億美元,在國內,光纖激光器銷售額超過10億元人民幣的企業并不多見。
以國內從事光纖激光器及其核心器件研發、生產和銷售的廠商深圳創鑫激光為例,其近幾年的銷售數據增長與技術突破,可以看出國內的光纖激光器廠商已經在市場上占有一席之地。
據相關數據顯示,深圳創鑫激光已經連續幾年實現業績高速增長,去年銷售額突破7億,全年銷售核心光纖激光器產品35000多臺,中高功率產品銷售量增長明顯。預計今年銷售額超10億。


光纖激光器在這幾大新興領域大有可為
由于光纖激光器在工業加工上的獨特優勢,未來在這幾大新興領域的應用會非常廣泛。
全面屏面板加工

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全面屏趨勢興起最直接影響的是智能手機顯示的方案的變革,進而要求封裝的工藝就會越來越高,才可以使得手機更美觀。這其中釋放了異形切割的工藝要求,目前,只有激光設備才可以做到基于LTPS技術的中小尺寸柔性OLED面板在色域、對比度、節能、可彎曲等特性上超過LCD面板。而柔性OLED面板的放量是全面屏的助推劑,異形切割是全面屏得以在當前智能手機外觀基礎上兼容前置攝像頭、受話器、傳感器等功能器件的最優解決方案,進而推動小功率激光設備的發展。
對于OLED 面板的異形切割有刀輪和激光切割兩種途徑,其中刀輪切割屬于機械加工,存在速度慢、磨具損耗塊、良率低、切割面粗糙等問題,銑削加工則需要反復研磨和拋光,對于復雜的異形切割適應性差;相比之下,激光切割為非接觸型加工,可以做到高速、任意形狀、無碎屑等優勢,盡管成本較高,但仍是手機注重顏值時代中,全面屏異形切割的主流方向。


脆性材料加工

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隨著消費者對手機外觀的日益要求嚴格,手機蓋板和背板的材料將會被脆性材料取代。而對于脆性材料的切割方式,傳統的切割輪子將不再適用。因此,高功率、高能量的激光加工方式成為眾多廠家的選擇。使用激光設備進行切割,不僅節省材料熱損失,還能省去切割斷面后續處理。根據OFweek預測,根據2017年全球智能手機出貨量為15.5億臺,預計到2020年出貨量達到16.0~19.4億臺,那么到2020年3D玻璃蓋板的需求量則為4~9.5億片,那么到2020年,全球新增激光加工設備的需求為60億元到170億元之間。


新能源汽車及動力電池激光加工

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受益于動力電池擴產,激光焊接設備行業需求增長。電動汽車未來發展的關鍵技術是動力電池的安全性、成本及儲能容量。動力電池的制作工藝復雜,安全性要求高;其制作過程中的關鍵工藝技術之一是激光焊接技術;動力電池激光焊接工藝包括電池軟連接焊接、頂蓋焊接、密封釘焊接、模組及PACK焊接。激光焊接優勢在于焊材損耗小、被焊接工件變形小、設備性能穩定易操作,焊接質量及自動化程度高。
汽車輕量化持續帶動對激光焊接的需求。減輕汽車重量,不僅可以降低油耗、減少二氧化碳排放,而且可以改善加速性能、縮短制動距離、最終提升駕駛體驗。因此,汽車輕量化已經成為國內外汽車制造追求的一個新的目標。實現汽車輕量化,最有效的方式是使用輕質材料;相比于傳統材料,目前可用的汽車輕質化材料有鋁合金、碳纖維、鎂合金等,而這些材料加工較普通鋼材難度更大,通常采用激光焊接的方式進行處理,可以在加工效率和性能之間找到平衡;此外,板材的激光拼焊,能減少板材的搭接部分,進而減輕一部分的重量。激光焊接作為一種先進的加工技術,未來將成為汽車制造業的標配工具,需求也將受到汽車輕量化的發展而不斷增長。


3D打印

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3D打印技術是將激光技術、自動化技術、人工智能技術有效結合而成新加工技術。3D打印作為一種全新的制造技術其應用優勢突出,尤其是在零部件結構高度復雜的尖端科技領域,比如航空發動機、火箭飛行器、汽車發動機等的制造。隨著3D打印材料和打印設備價格的下降,3D打印市場有望迅速擴展,成為重要的加工手段。2017年全球3D打印市場規模超過60億美元。


綜述:從數據上看,光纖激光器在全球范圍內已經是主流的激光加工選擇,前景可期。盡管國內在光纖激光器技術上起步相對較晚,但隨著本土廠商的崛起,未來市場上必有中國技術的一席之地。

 

來源:OFweek行業研究中心

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