激光加工生產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-激光宏加工順應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化趨勢(shì)控制系統(tǒng)是產(chǎn)業(yè)鏈最優(yōu)環(huán)節(jié)

北京智博睿項(xiàng)目管理有限公司北京智博睿項(xiàng)目管理有限公司激光加工生產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-激光宏加工順應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化趨勢(shì)，控制系統(tǒng)是產(chǎn)業(yè)鏈最優(yōu)環(huán)節(jié)1、激光宏加工優(yōu)勢(shì)顯著，受益工業(yè)自動(dòng)化改造激光宏加工包括激光切割、激光焊接和激光打標(biāo)等。激光宏加工的原理即利用激光器輸出高密度、高能量的激光束照射在材料上，使材料發(fā)生蒸發(fā)、融化等熱反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)切割、焊接和打標(biāo)等目的。激光加工方式較傳統(tǒng)加工在多方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。具體體現(xiàn)在：1）激光加工柔性化程度高，通過數(shù)控系統(tǒng)即可靈活控制激光器加工軌跡，適用于小批量、定制化等生產(chǎn)場(chǎng)景；2）激光加工方式加工效率快，系激光器具有高功率密度；3）激光加工加工精度高，系激光器光束高聚焦，并和精密數(shù)控系統(tǒng)相配合；4）此外激光加工還具有熱影響小、加工質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控系統(tǒng)是激光加工設(shè)備的大腦。激光器性能、數(shù)控系統(tǒng)和終端加工工藝是決定加工質(zhì)量的關(guān)鍵。而從設(shè)備價(jià)值占比看，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)值占比較小，以高功率激光切割設(shè)備（>6000W）為例，數(shù)控系統(tǒng)價(jià)值占比約為1-5%，但卻具有較高技術(shù)壁壘，對(duì)加工質(zhì)量影響大。因此下游設(shè)備廠商和終端用戶對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格相對(duì)不敏感，該環(huán)節(jié)無(wú)激烈的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。工廠自動(dòng)化改造推動(dòng)激光加工滲透率提升。激光加工對(duì)傳統(tǒng)加工方式的替代驅(qū)動(dòng)力除了其自身優(yōu)異的加工效率和加工質(zhì)量外，也受益于工廠的自動(dòng)化改造趨勢(shì)。以柏楚電子官微的鋼質(zhì)門行業(yè)自動(dòng)化改造案例為例，在引入激光切割/焊接設(shè)備的同時(shí)導(dǎo)入工廠MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各類型設(shè)備網(wǎng)上互聯(lián)，統(tǒng)籌下單-排料-生產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的大大提升。未來(lái)在鋼構(gòu)件、船舶制造等行業(yè)都有復(fù)刻上述模式的可能。2、激光切割持續(xù)滲透，控制系統(tǒng)是最優(yōu)環(huán)節(jié)激光切割較傳統(tǒng)切割方式在加工效率等方面顯著，之前影響滲透率提升的主要因素是：1）設(shè)備初始投資成本高；2）厚板切割不如等離子、火焰切割等傳統(tǒng)加工方式。目前在激光器降價(jià)帶動(dòng)設(shè)備降價(jià)和功率提升兩大驅(qū)動(dòng)力下，未來(lái)激光切割滲透率將持續(xù)向上提升：激光器持續(xù)降價(jià)：激光器占設(shè)備成本的20-30%，價(jià)格顯著影響設(shè)備成本。此前國(guó)內(nèi)激光器市場(chǎng)被IPG等進(jìn)口品牌壟斷，價(jià)格高昂導(dǎo)致一臺(tái)高功率激光切割設(shè)備價(jià)格在數(shù)百萬(wàn)元。銳科激光、創(chuàng)鑫激光等國(guó)產(chǎn)品牌崛起后，價(jià)格戰(zhàn)成為重要提份額手段，帶動(dòng)激光切割設(shè)備價(jià)格下降。根據(jù)森峰科技公告，2022年一臺(tái)高功率激光切割設(shè)備平均售價(jià)在76萬(wàn)元。激光器功率提升：激光器性能和功率是決定切割材料厚度和效率的重要因素。參考銳科激光官微資料，在切割50mm厚的碳鋼時(shí)，30kW激光器切割效率相比20kW激光器可提升200%以上。目前60kW激光器已可切割70mm厚度以上碳鋼。2023年9月19日上海工博會(huì)期間，銳科激光已發(fā)布國(guó)內(nèi)首款120kW光纖激光器，持續(xù)助力激光切割行業(yè)發(fā)展?？刂葡到y(tǒng)是激光切割機(jī)床的“大腦”。一個(gè)完整的激光切割流程包括零件圖繪制、圖形處理排版、圖形加工代碼生成、控制加工等流程。其中需要用到CAD、CAM、NC、傳感器和硬件設(shè)計(jì)等運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的底層核心技術(shù)。激光切割控制系統(tǒng)是切割質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，技術(shù)壁壘高卻只占設(shè)備成本的0-5%，因而享有優(yōu)渥的毛利率和競(jìng)爭(zhēng)格局。按激光切割設(shè)備功率劃分，通常將0-6kW定義為中低功率，而>6kW定義為高功率。根據(jù)柏楚電子及《激光行業(yè)研究報(bào)告》內(nèi)容，我們假設(shè)2024-2025年國(guó)內(nèi)中低功率控制系統(tǒng)銷量分別為7.0和7.7萬(wàn)套，銷售價(jià)格穩(wěn)定在1.5萬(wàn)元/套。則預(yù)測(cè)下2024-2025年國(guó)內(nèi)中低功率控制系統(tǒng)市場(chǎng)空間分別為10.5和11.6億元。從國(guó)內(nèi)激光切割控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)格局看，中低功率控制系統(tǒng)市場(chǎng)已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，高功率控制系統(tǒng)市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)替代仍是進(jìn)行時(shí)。1）柏楚電子2023年在中低功率控制系統(tǒng)市占率為58%，剩余份額基本由維宏股份和奧森迪科等國(guó)產(chǎn)公司占據(jù)；控制系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)在于控制精度&反饋速度、工藝積累（切割參數(shù)設(shè)置）和加工穩(wěn)定性（長(zhǎng)時(shí)間加工不停機(jī)）。國(guó)產(chǎn)品牌最初的優(yōu)勢(shì)在于性價(jià)比和操作便捷，并在技術(shù)端逐步完善。從產(chǎn)品模式看，柏楚電子是封閉式系統(tǒng)，而維宏股份等則開放二次開發(fā)接口。2）柏楚電子2023年在高功率控制系統(tǒng)市占率為29%，市場(chǎng)大頭仍由德國(guó)倍福、PA和西門子等國(guó)外廠商占據(jù)。高功率控制系統(tǒng)對(duì)控制精度&反饋速度和工藝積累要求更高，因此除底層技術(shù)門檻外，用戶端數(shù)據(jù)積累也是一大壁壘，也是目前國(guó)產(chǎn)份額仍較低的原因。在用戶端的持續(xù)反饋和系統(tǒng)調(diào)教后，我們看好國(guó)產(chǎn)份額的持續(xù)提升。3、通用焊接受益機(jī)器換人趨勢(shì)，控制系統(tǒng)仍是核心非標(biāo)化焊接場(chǎng)景大有可為，控制系統(tǒng)依然是關(guān)鍵。如鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)件形狀各異，難以照搬汽車等行業(yè)中的自動(dòng)化焊接產(chǎn)線，更適合采用智能焊接機(jī)器人，而非標(biāo)化焊接的核心就在于控制系統(tǒng)和3D視覺等傳感器件。智能焊接的難點(diǎn)在于焊縫識(shí)別、焊接軌跡規(guī)劃和焊縫質(zhì)量跟蹤上，而對(duì)應(yīng)的底層技術(shù)主要是CAD、CAM、NC、硬件設(shè)計(jì)技術(shù)和傳感器（視覺）。從底層技術(shù)共通性看與激光切割控制系統(tǒng)具有一定共通性，而主要差別在于增加了對(duì)視覺傳感器的需求，以及運(yùn)動(dòng)控制中的焊接軌跡規(guī)劃。鋼結(jié)構(gòu)件行業(yè)目前仍以人工焊接為主，存在工作環(huán)境惡劣、焊接工人老齡化等問題。而年輕人往往不愿從事鋼結(jié)構(gòu)件焊接工作。根據(jù)中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)件產(chǎn)量為10180萬(wàn)噸，智能焊接機(jī)器人潛在需求巨大。項(xiàng)目可行性研究報(bào)告（2023年5月1日新版）編制大綱一、概論二、