激光加工生產(chǎn)項目可行性研究報告-激光宏加工順應工業(yè)自動化趨勢控制系統(tǒng)是產(chǎn)業(yè)鏈最優(yōu)環(huán)節(jié)

北京智博睿項目管理有限公司北京智博睿項目管理有限公司激光加工生產(chǎn)項目可行性研究報告-激光宏加工順應工業(yè)自動化趨勢，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)勢顯著，受益工業(yè)自動化改造激光宏加工包括激光切割、激光焊接和激光打標等。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，最終實現(xiàn)切割、焊接和打標等目的。激光加工方式較傳統(tǒng)加工在多方面具有顯著優(yōu)勢。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。數(shù)控系統(tǒng)是激光加工設備的大腦。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)量的關鍵。而從設備價值占比看，數(shù)控系統(tǒng)的價值占比較小，以高功率激光切割設備（>6000W）為例，數(shù)控系統(tǒng)價值占比約為1-5%，但卻具有較高技術壁壘，對加工質(zhì)量影響大。因此下游設備廠商和終端用戶對數(shù)控系統(tǒng)的價格相對不敏感，該環(huán)節(jié)無激烈的價格競爭。工廠自動化改造推動激光加工滲透率提升。激光加工對傳統(tǒng)加工方式的替代驅(qū)動力除了其自身優(yōu)異的加工效率和加工質(zhì)量外，也受益于工廠的自動化改造趨勢。以柏楚電子官微的鋼質(zhì)門行業(yè)自動化改造案例為例，在引入激光切割/焊接設備的同時導入工廠MES系統(tǒng)，實現(xiàn)各類型設備網(wǎng)上互聯(lián)，統(tǒng)籌下單-排料-生產(chǎn)管理，實現(xiàn)生產(chǎn)效率的大大提升。未來在鋼構(gòu)件、船舶制造等行業(yè)都有復刻上述模式的可能。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。目前在激光器降價帶動設備降價和功率提升兩大驅(qū)動力下，未來激光切割滲透率將持續(xù)向上提升：激光器持續(xù)降價：激光器占設備成本的20-30%，價格顯著影響設備成本。此前國內(nèi)激光器市場被IPG等進口品牌壟斷，價格高昂導致一臺高功率激光切割設備價格在數(shù)百萬元。銳科激光、創(chuàng)鑫激光等國產(chǎn)品牌崛起后，價格戰(zhàn)成為重要提份額手段，帶動激光切割設備價格下降。根據(jù)森峰科技公告，2022年一臺高功率激光切割設備平均售價在76萬元。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，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日上海工博會期間，銳科激光已發(fā)布國內(nèi)首款120kW光纖激光器，持續(xù)助力激光切割行業(yè)發(fā)展。控制系統(tǒng)是激光切割機床的“大腦”。一個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、傳感器和硬件設計等運動控制領域的底層核心技術。激光切割控制系統(tǒng)是切割質(zhì)量好壞的關鍵，技術壁壘高卻只占設備成本的0-5%，因而享有優(yōu)渥的毛利率和競爭格局。按激光切割設備功率劃分，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)研究報告》內(nèi)容，我們假設2024-2025年國內(nèi)中低功率控制系統(tǒng)銷量分別為7.0和7.7萬套，銷售價格穩(wěn)定在1.5萬元/套。則預測下2024-2025年國內(nèi)中低功率控制系統(tǒng)市場空間分別為10.5和11.6億元。從國內(nèi)激光切割控制系統(tǒng)競爭格局看，中低功率控制系統(tǒng)市場已基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代，高功率控制系統(tǒng)市場國產(chǎn)替代仍是進行時。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產(chǎn)公司占據(jù)；控制系統(tǒng)的技術要點在于控制精度&反饋速度、工藝積累（切割參數(shù)設置）和加工穩(wěn)定性（長時間加工不停機）。國產(chǎn)品牌最初的優(yōu)勢在于性價比和操作便捷，并在技術端逐步完善。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%，市場大頭仍由德國倍福、PA和西門子等國外廠商占據(jù)。高功率控制系統(tǒng)對控制精度&反饋速度和工藝積累要求更高，因此除底層技術門檻外，用戶端數(shù)據(jù)積累也是一大壁壘，也是目前國產(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，我們看好國產(chǎn)份額的持續(xù)提升。3、通用焊接受益機器換人趨勢，控制系統(tǒng)仍是核心非標化焊接場景大有可為，控制系統(tǒng)依然是關鍵。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)中的自動化焊接產(chǎn)線，更適合采用智能焊接機器人，而非標化焊接的核心就在于控制系統(tǒng)和3D視覺等傳感器件。智能焊接的難點在于焊縫識別、焊接軌跡規(guī)劃和焊縫質(zhì)量跟蹤上，而對應的底層技術主要是CAD、CAM、NC、硬件設計技術和傳感器（視覺）。從底層技術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視覺傳感器的需求，以及運動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)中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年我國鋼結(jié)構(gòu)件產(chǎn)量為10180萬噸，智能焊接機器人潛在需求巨大。項目可行性研究報告（2023年5月1日新版）編制大綱一、概論二、