激光加工設(shè)備行業(yè)投資價(jià)值分析及發(fā)展前景預(yù)測

激光加工設(shè)備行業(yè)投資價(jià)值分析及發(fā)展前景預(yù)測激光加工行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析激光加工技術(shù)作為現(xiàn)代制造業(yè)的先進(jìn)技術(shù)之一，具有傳統(tǒng)加工方式所不具有的高精密、高效率、低能耗、低成本等優(yōu)點(diǎn)，在加工材料的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境等方面有較大的自由度，能較好地解決不同材料的加工、成型和精煉等技術(shù)問題。激光是指通過人工方式，用光或放電等強(qiáng)能量激發(fā)特定的物質(zhì)而產(chǎn)生的光。激光是20世紀(jì)以來繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為最快的刀、最準(zhǔn)的尺、最亮的光。激光是指原子受激輻射的光，故名激光。激光相比普通光源具有單色性、相干性、高亮度及高方向性。激光應(yīng)用廣泛，包括激光打標(biāo)、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光武器、激光唱片、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器、LIF無損檢測技術(shù)等。激光起始于1917年愛因斯坦提出受激發(fā)射理論，即一個(gè)光子使得受激原子發(fā)出一個(gè)相同的光子。之后的40年時(shí)間激光技術(shù)在理論上逐步走向成熟。20世紀(jì)后，激光行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。激光產(chǎn)業(yè)鏈上游是利用半導(dǎo)體材料、高端裝備以及相關(guān)的生產(chǎn)輔料制造的光學(xué)元器件、光學(xué)材料等，主要包括激光晶體材料、光學(xué)鏡片、泵浦源、振鏡、光柵、激光芯片、特種光纖、光纖合束器等一系列核心部件，是激光產(chǎn)業(yè)的基石。中游則是利用上游激光芯片及光電器件、模組、光學(xué)元件等進(jìn)行各類激光器的制造與銷售;下游為激光設(shè)備集成商，產(chǎn)品最終應(yīng)用于先進(jìn)制造、醫(yī)療健康、科學(xué)研究、汽車應(yīng)用、信息技術(shù)、光通信、光存儲(chǔ)等眾多領(lǐng)域。隨著科技的發(fā)展，激光加工行業(yè)逐步引入了機(jī)器視覺，有效的提高了激光加工設(shè)備的精確性，智能性和自動(dòng)化性能，滿足現(xiàn)代化工業(yè)大批量、大規(guī)模的生產(chǎn)質(zhì)量要求，降低不良品生產(chǎn)，節(jié)約成本，促進(jìn)了企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。激光焊接以其無焊接污染和無形變的優(yōu)點(diǎn)在精密儀器焊接中占據(jù)著重要的位置，機(jī)器視覺引導(dǎo)更是使其錦上添花。具體應(yīng)用如汽車車身鋼板焊接、電池焊接、心臟起博器、密封繼電池器等。激光打標(biāo)技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)，為優(yōu)質(zhì)、高效、無污染和低成本的現(xiàn)代加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。隨著現(xiàn)代激光打標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，對(duì)激光制造的設(shè)備系統(tǒng)小型化，高效率和集成化的要求越來越高，新型高功率光纖激光技術(shù)的開發(fā)成功，必對(duì)此產(chǎn)生極大的推動(dòng)。激光器技術(shù)和激光微加工應(yīng)用技術(shù)不斷發(fā)展，激光加工技術(shù)能夠在更多領(lǐng)域替代傳統(tǒng)機(jī)械加工，預(yù)計(jì)將會(huì)帶動(dòng)激光器行業(yè)不斷發(fā)展。金屬泡沫的激光成形行業(yè)發(fā)展金屬泡沫是一種相對(duì)較新的材料，由于其高的強(qiáng)度重量比以及出色的沖擊和噪聲吸收特性而引起人們的興趣。在許多工程應(yīng)用中，例如，汽車保險(xiǎn)杠或航天器部件，金屬泡沫必須具有特定的形狀。由于近凈形狀的制造困難且昂貴，因此有必要將金屬泡沫彎曲成期望的形狀。彎曲金屬泡沫并非易事，因?yàn)榭妆谥荒艹惺艿蛻?yīng)力并容易破裂。結(jié)果，傳統(tǒng)的機(jī)械彎曲方法會(huì)導(dǎo)致破裂和細(xì)胞塌陷。在過去的10年中，幾個(gè)研究小組嘗試了金屬泡沫的激光成形，并報(bào)告了積極的結(jié)果，但沒有一項(xiàng)研究足夠詳細(xì)地探討潛在的彎曲機(jī)理。未來研究應(yīng)該更好地了解激光成形如何影響材料特性和結(jié)構(gòu)屬性。激光焊接行業(yè)發(fā)展近年來，激光焊接設(shè)備在五金建材、汽車制造、電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、新能源電池及航空航天等行業(yè)逐漸替代傳統(tǒng)焊接設(shè)備，占據(jù)市場份額。在汽車工業(yè)中，白車身（BIW）焊接被廣泛使用，需要多達(dá)2000~5000個(gè)點(diǎn)焊，傳統(tǒng)上是通過電阻點(diǎn)焊來完成的。然而，鍍鋅鋼板的電阻點(diǎn)焊存在許多問題，例如，焊接所需的時(shí)間長，電極的維護(hù)成本高以及鋅涂層黏附在電子產(chǎn)品上等問題。隨著汽車工業(yè)向更輕量級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)展，鋁和鎂合金等其他材料正在成為替代鍍鋅鋼的候選材料。由于BIW約占車輛重量的27%，因此使用這些輕質(zhì)材料有望減輕車輛的總重量。然而，對(duì)于這些材料，與電阻點(diǎn)焊有關(guān)的問題更加嚴(yán)重。采用激光焊接，可以克服其中一些問題。除BIW之外，激光焊接還應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)零件、變速箱零件、交流發(fā)電機(jī)、螺線管、燃料噴射器、燃料過濾器及燃料電池等。在航空航天工業(yè)中，已經(jīng)使用激光焊接來連接各種超級(jí)合金，例如鎳基合金和鈦基合金。Ti6Al4V合金通常用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的靜態(tài)和旋轉(zhuǎn)組件。此外，Inconel718通常用于在高溫下運(yùn)行的航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的組件。由于這些合金非常昂貴，因此與減材制造工藝相比，焊接具有減少材料消耗的潛力。鋁合金在航空航天工業(yè)中也非常流行，在某些情況下，激光焊接可以提供比其他焊接技術(shù)（例如：攪拌摩擦焊）更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。近年來，因異種材料的焊接可以降低零件成本和設(shè)計(jì)靈活性而變得越來越流行，激光焊接已用于連接聚合物和塑料。早期，CO2激光主要用于塑料部件的焊接，因?yàn)榧す饽芰亢苋菀自谄?0．6mm的長波長處吸收。大多數(shù)塑料在紅外波長下是透明的，但在長波長下是不透明的。近年來，透射激光焊接（TLW）已成為一種使用內(nèi)部吸收器焊接塑料的可行方法，這僅在焊接界面處提供了一種吸收熱量的方法，并將熱影響區(qū)最小化。以家電和汽車內(nèi)飾為代表的塑料焊接設(shè)備和以醫(yī)療器械為代表的陶瓷焊接設(shè)備，也已成為激光焊接重要的發(fā)展方向。經(jīng)過近10年的發(fā)展，國內(nèi)激光復(fù)合焊接技術(shù)和工藝取得了長足進(jìn)步，已經(jīng)在船體的大幅面構(gòu)件和復(fù)雜曲面構(gòu)件焊接中得到小批量應(yīng)用。2019年，手持激光焊接機(jī)異軍突起。由于設(shè)備本身準(zhǔn)入門檻不高，加上在使用過程中可以滿足脈沖焊、準(zhǔn)連續(xù)焊和連續(xù)焊的自由切換，適用于各類工件的復(fù)雜焊縫，該市場出現(xiàn)了一股發(fā)展熱潮。近兩年，全國有數(shù)十家企業(yè)投入這一領(lǐng)域。然而，國內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域的專利布局明顯不足，國內(nèi)最早的一篇手持焊接設(shè)備專利始于2003年，居然來自美國霍利韋爾公司。沒有專利的支撐，國內(nèi)在該領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也基本處于裸奔狀態(tài)。低門檻預(yù)示著高競爭，預(yù)計(jì)未來2~3年，半數(shù)以上的手持焊接設(shè)備企業(yè)將因自身技術(shù)競爭力的匱乏以及產(chǎn)品利潤的殆盡而退出該市場。激光加工設(shè)備細(xì)分行業(yè)發(fā)展趨勢（一）激光切割簡介及應(yīng)用1、激光切割技術(shù)概述激光切割技術(shù)是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點(diǎn)，同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而將工件割開。激光切割具有切割質(zhì)量好、切割效率高、切割速度快、非接觸式切割、可切割材料種類多等優(yōu)勢。2、激光切割行業(yè)市場規(guī)模根據(jù)《2022中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》數(shù)據(jù)，2021年我國激光加工設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到821億元，其中激光切割設(shè)備為激光加工技術(shù)的第一大應(yīng)用領(lǐng)域，市場規(guī)模達(dá)280．1億元，占比高達(dá)34%。預(yù)計(jì)2022年國內(nèi)激光加工設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到876億元，其中激光切割設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到300億元。在材料加工領(lǐng)域，切割是不可或缺的重要工藝之一。過去由于激光加工設(shè)備成本高昂，激光切割在制造業(yè)滲透率較低，而近年來隨著激光切割設(shè)備成本的不斷下降和激光切割性能的不斷提升，激光切割逐步取代傳統(tǒng)切割方式，在汽車零部件、工程機(jī)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(chǔ)存、醫(yī)療美容及其他更多領(lǐng)域獲得廣泛的運(yùn)用。在汽車零部件行業(yè)，激光切割設(shè)備可應(yīng)用于汽車五金零件、汽車車身、車門框后備箱、車頂蓋、安全氣囊、保險(xiǎn)杠、中控板、立柱、座套、地毯等金屬和非金屬板材、管材的平面切割和三維立體切割；在工程機(jī)械行業(yè)，激光切割設(shè)備可應(yīng)用于碳鋼、中厚板或超厚板切割、鈑金件預(yù)留工藝豁口、制作鈑金樣板和鉆孔樣等；在特變電輸送鐵塔行業(yè)，激光切割設(shè)備可應(yīng)用于板材和管材下料、制孔、打標(biāo)識(shí)、開坡口等生產(chǎn)工序。幾乎在所有需要材料切割的領(lǐng)域，激光切割均可以滿足相應(yīng)需求，下游應(yīng)用行業(yè)廣泛。（二）激光焊接簡介及應(yīng)用1、激光焊接概述激光焊接利用激光束優(yōu)異的方向性和高功率密度等特性進(jìn)行工作，通過光學(xué)系統(tǒng)將激光束聚焦在很小的區(qū)域內(nèi)，在極短的時(shí)間內(nèi)使被焊處形成一個(gè)能量高度集中的熱源區(qū)，從而使被焊物溶化并形成牢固的焊點(diǎn)和焊縫。激光焊接根據(jù)焊接作用深度，可分為熱傳導(dǎo)焊和深熔焊；根據(jù)激光是否透過被焊物料，分為穿透焊和縫焊；根據(jù)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。2、激光焊接行業(yè)市場規(guī)模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(lǐng)域應(yīng)用的崛起，國內(nèi)激光焊接設(shè)備市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)《2022中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》，近年來受新能源汽車、鋰電池、半導(dǎo)體及新興市場的需求驅(qū)動(dòng)，同時(shí)受益于激光功率的不斷提升和激光器價(jià)格的下降，激光焊接設(shè)備在各行業(yè)滲透率不斷提高。2021年中國激光焊接成套設(shè)備市場銷售收入為66．5億元，同比增長29．9%，預(yù)計(jì)2022年將突破80億元。在汽車零部件行業(yè)，激光焊接設(shè)備已廣泛應(yīng)用于汽車車身、車頂、底盤、車門、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)架、排氣管、儀表盤、電池組焊接等各種結(jié)構(gòu)和零部件的平面焊接和三維立體焊接，顯著提升了汽車制造水平和品質(zhì)，為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化、高強(qiáng)度創(chuàng)造了條件；在工程機(jī)械行業(yè)，激光焊接設(shè)備可應(yīng)用于大尺寸碳鋼、厚板、薄板、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件焊接等；在特變電輸送鐵塔行業(yè)，激光焊接設(shè)備的應(yīng)用場景主要包括塔角焊接、結(jié)構(gòu)件焊接等。激光焊接設(shè)備自動(dòng)化程度高，焊接速度快，可以大幅提升焊接效率和質(zhì)量，在大規(guī)模產(chǎn)線和柔性制造中都對(duì)社會(huì)資源優(yōu)化分配、社會(huì)效率提升方面擁有重要意義。（三）激光熔覆簡介及應(yīng)用1、激光熔覆技術(shù)概述激光熔覆技術(shù)，又稱激光增材制造技術(shù)，是一種以激光為能量源的增材制造技術(shù)，采用高能量激光作為熱源，金屬合金粉末作為熔覆材料，通過激光與合金粉末同步作用于金屬表面快速融化形成熔池，再快速凝固形成致密、均勻并且厚度可控的冶金結(jié)合層，從而達(dá)到顯著改善工件的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能，或達(dá)到修復(fù)工件表面尺寸、強(qiáng)化延長壽命的效果。激光具有能量密度高的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)難加工金屬的制造，同時(shí)激光增材制造技術(shù)還具有不受零件結(jié)構(gòu)限制的優(yōu)點(diǎn)，可用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難加工以及薄壁零件的加工制造。目前，激光增材制造技術(shù)所應(yīng)用的材料已涵蓋鈦合金、高溫合金、鐵基合金、鋁合金、難熔合金、非晶合金、陶瓷以及梯度材料等，在航空航天領(lǐng)域中高性能復(fù)雜構(gòu)建和生物制造領(lǐng)域中多孔復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造具有顯著優(yōu)勢。2、激光熔覆行業(yè)市場規(guī)模根據(jù)《2022中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》數(shù)據(jù)，2021年我國激光熔覆設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模達(dá)42．9億元，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到48．1億元。3、激光熔覆在多方面領(lǐng)先傳統(tǒng)表面處理工藝，發(fā)展前景廣闊激光熔覆技術(shù)可以顯著改善工件的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能，或達(dá)到修復(fù)工件表面尺寸、強(qiáng)化延長壽命的效果，可以替代TIG電弧增材、超高速火焰噴涂、等離子噴涂、電鍍硬鉻等傳統(tǒng)表面處理工藝。激光加工設(shè)備行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)（一）激光加工設(shè)備行業(yè)面臨的機(jī)遇1、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(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)加工技術(shù)的替代，在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中發(fā)揮著關(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的快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2006年《國家中長期科學(xué)和技術(shù)規(guī)劃綱要2006-2020》中就將激光技術(shù)列為未來發(fā)展的前沿技術(shù)之一，近年來國家陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)政策，多方面引導(dǎo)、助力激光加工設(shè)備行業(yè)發(fā)展?！稇?zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）》將激光切割設(shè)備、激光焊接設(shè)備、激光熱處理和熔覆設(shè)備作為戰(zhàn)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(dǎo)目錄?！懂a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》將激光切割和焊接設(shè)備列為鼓勵(lì)類產(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(qiáng)從0到1基礎(chǔ)研究工作方案》，方案提出未來將重點(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《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，規(guī)劃提出未來將重點(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(jī)器人、先進(jìn)軌道交通裝備、先進(jìn)電力裝備、工程機(jī)械、高端數(shù)控機(jī)床、醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2、激光加工可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)加工方式的替代，激光加工設(shè)備行業(yè)成長空間廣闊相較傳統(tǒng)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(biāo)等領(lǐng)域正逐步取代傳統(tǒng)加工工藝，并被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)。此外，激光加工數(shù)控工業(yè)軟件還可與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等相結(jié)合，組成智能激光加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材質(zhì)、不同形狀及不同體積的材料的精密加工。隨著激光技術(shù)的進(jìn)步與快速迭代，激光加工設(shè)備的成本逐步下降，激光加工技術(shù)將加速取代傳統(tǒng)材料加工技術(shù)并應(yīng)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(zhuǎn)型升級(jí)，激光加工行業(yè)也將迎來加速成長階段。3、產(chǎn)業(yè)鏈配套日益完善激光加工設(shè)備行業(yè)市場廣