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半導(dǎo)體激光器 激光切割 激光器
市場觀察
三大視角詳解激光加工設(shè)備行業(yè)應(yīng)用前景
材料來源:楚天中谷聯(lián)創(chuàng)           錄入時間:2023/8/7 23:25:00

激光加工設(shè)備終端應(yīng)用遍地開花,市場潛力無限,本文從不同的視角,都說明了激光加工設(shè)備有廣闊的應(yīng)用前景與市場空間,具有較高的成長性,接下來和中谷聯(lián)創(chuàng)一起來看下!

短期視角

激光切割堆土筑基,鋰電光伏添磚加瓦

短期來看,激光切割設(shè)備仍將是激光加工設(shè)備市場的第一大組成部分,而鋰電池和光伏的持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)將為激光加工設(shè)備帶來可觀的增量市場。

01 激光切割設(shè)備仍為市場主力軍

從宏觀加工視角來看,工業(yè)中主要的切割設(shè)備包括激光切割機(jī)、火焰切割機(jī)、等離子切割機(jī)、水射流切割機(jī)、線切割機(jī)以及剪切機(jī)床等。

隨著工業(yè)的發(fā)展,對切割的質(zhì)量、精度和效率要求不斷提高,在所有的切割方式中,激光切割的綜合優(yōu)勢最為明顯。

以往制約激光切割機(jī)在下游應(yīng)用的主要障礙是其價格過于高昂,但是近幾年國產(chǎn)激光器的價格持續(xù)下降帶動激光切割機(jī)價格降低后,激光切割機(jī)成為了越來越多廠商的選擇。

由于目前激光器的降價空間已比較小,且激光切割設(shè)備的替代市場和迭代市場依然巨大,所以通用激光切割設(shè)備短期內(nèi)仍是激光加工設(shè)備中的第一大市場,市場規(guī)模保持穩(wěn)健增長的趨勢。

02 鋰電光伏擴(kuò)產(chǎn)趨勢仍存

鋰電專用激光加工設(shè)備鋰電池加工過程中使用到的激光加工技術(shù)如下:

前道環(huán)節(jié):正負(fù)極的激光極耳切割成型、激光極片切割、激光極片分條,以及隔膜的激光切割。

中道環(huán)節(jié):極片/極耳激光清洗,殼體、頂蓋、密封釘、極耳等的激光焊接。

后道環(huán)節(jié):電池 PACK 模組時的連接片激光焊接,電池激光打標(biāo)。

激光加工所特有的無耗材、無毛刺粉塵、柔性自動化集成、生產(chǎn)效率高、工藝穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)使其在鋰電池生產(chǎn)中難以被其他加工方式替代。

中期視角

激光焊接薪火相傳,激光清洗整裝待發(fā)

中期來看,工業(yè)焊接市場和工業(yè)清洗市場龐大,而激光焊接和激光清洗在下游的滲透率仍然較低,有望接棒激光切割設(shè)備成為激光加工設(shè)備市場的主要增長極。

01 激光焊接技術(shù)趨于成熟

自動化激光焊接設(shè)備

從整個大工業(yè)制造領(lǐng)域來看,自動化激光焊接可以被應(yīng)用到了汽車、高鐵、船舶、 飛機(jī)、火箭等各種產(chǎn)品的生產(chǎn)中。

以激光焊接最主要的應(yīng)用領(lǐng)域汽車為例,激光焊接20世紀(jì)80年代就被用在了汽車白車身制造中。21 世紀(jì)初,以奔馳、寶馬、奧迪、大眾等為首的德系品牌汽車制造商,率先在國內(nèi)合資公司的車身制造領(lǐng)域應(yīng)用激光焊接工藝。

如今,激光焊接生產(chǎn)線已成為車身焊裝車間的標(biāo)配。激光焊接可以給汽車制造業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。和車身裝配中使用最多的電阻點(diǎn)焊相比,激光焊的主要優(yōu)點(diǎn)如下:降低車身重量,節(jié)約生產(chǎn)成本。電阻點(diǎn)焊在生產(chǎn)過程中需要消耗電極帽、電極桿、刀具等配件, 而激光焊幾乎無配件消耗。

今后在大型金屬構(gòu)件的制造中,激光焊接將打開更為廣闊的市場。而在微型結(jié)構(gòu)焊接領(lǐng)域,激光焊非接觸、高精密、柔性化的特點(diǎn)也使其能實(shí)現(xiàn)各類3C 產(chǎn)品的精細(xì)微焊接,進(jìn)一步擴(kuò)充激光焊接市場。

手持激光焊接設(shè)備

除自動化激光焊接設(shè)備之外,手持激光焊接技術(shù)的進(jìn)步也為激光焊接帶來了更多應(yīng)用場合。自動化激光焊接設(shè)備占地面積大、設(shè)備成本高、使用不靈活, 這使得手持激光焊接設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生,成為金屬加工制造商的理想解決方案。

手持激光焊機(jī)經(jīng)過了多年的發(fā)展,逐漸克服了此前手持激光焊機(jī)體積大、對配合精度要求高、操作安全性有隱患等痛點(diǎn)。

目前的風(fēng)冷手持激光焊機(jī)體積已和傳統(tǒng)手工弧焊機(jī)近似,擺動光斑技術(shù)使得焊機(jī)對工件配合間隙的要求大大降低,傳感器的加入使得設(shè)備安全性大大提高,最重要的是手持激光焊機(jī)的價格從早年的十幾萬一臺下降到了如今的幾萬元,這使得手持激光焊對廣告、模具修補(bǔ)、不銹鋼衛(wèi)浴、鈑 金機(jī)柜、電箱電柜、不銹鋼門窗和衣柜家具等行業(yè)有極高的吸引力。

02 激光“綠色”清洗技術(shù)

傳統(tǒng)的工業(yè)清洗方法包括機(jī)械清洗、化學(xué)清洗、干冰清洗、噴丸清洗、超聲清洗等。

與其他清洗方式對比,激光清洗在工件損傷、清洗效率、耗材費(fèi)用、清洗效果等方面具有明顯優(yōu)勢,更重要的是它不需要任何破壞臭氧層的 CFC 類有機(jī)溶劑,無污染,無噪聲,對人體和環(huán)境無害,是一種“綠色”清洗技術(shù)。

激光清洗設(shè)備與激光焊接設(shè)備類似,相比于激光切割和激光打標(biāo),下游應(yīng)用場景復(fù)雜多樣,對設(shè)備更多個性化需求,設(shè)備的推廣有賴于技術(shù)的進(jìn)步。

近年激光加工設(shè)備的行業(yè)的快速發(fā)展同樣帶動了激光清洗技術(shù)的進(jìn)步以及設(shè)備價格的降低,大型自動化激光清洗設(shè)備和手持激光清洗設(shè)備均有較多的成功應(yīng)用場景。

長期視角

微納加工方興未艾,3D打印星辰大海

可以預(yù)見,激光加工技術(shù)在未來相當(dāng)長的時間里都會是主流的材料加工技術(shù)之一, 科學(xué)界和工業(yè)界對激光加工技術(shù)的各種探索也從未停止。

在激光的前沿應(yīng)用方面, 細(xì)觀制造領(lǐng)域的激光微納加工以及宏觀制造領(lǐng)域的激光3D打印均能夠在未來進(jìn)一步打開激光加工設(shè)備的市場空間。

01 激光雕琢微觀世界

激光作為一種非接觸式加工手段,在微納加工方面具備獨(dú)特優(yōu)勢。激光在半導(dǎo)體光刻領(lǐng)域一直至關(guān)重要,比如 DUV 光刻機(jī)所用的光源由準(zhǔn)分子激光器提供,而 EUV 光刻機(jī)則需要使用 CO2 激光器作為初始光源。

隨著半導(dǎo)體和顯示等行業(yè)對細(xì)觀領(lǐng)域的精密加工要求越來越高,激光加工技術(shù)或?qū)⒊掷m(xù)提供最佳解決方案。

02 激光3D打印將推動新一輪制造業(yè)變革

材料的加工制造從原理上可分為三類:減材制造、等材制造和增材制造。

減材制造:即使用車、銑、刨、磨等設(shè)備對材料進(jìn)行切削加工,以達(dá)到設(shè)計形狀。等材制造:即通過鑄、鍛、焊等方式生產(chǎn)制造產(chǎn)品,材料重量基本不變。增材制造:即通過光固化、選擇性激光燒結(jié)、熔融堆積等技術(shù),使材料一點(diǎn)一 點(diǎn)累加,形成需要的形狀。增材制造也被稱作3D打印。

3D打印的工業(yè)級應(yīng)用占比達(dá)到 65%-70%,目前有超半數(shù)應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域,一方面是因?yàn)橐恍┖娇蘸教炝悴考Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,傳統(tǒng)方式很難實(shí)現(xiàn)加工制造;另一方面是因?yàn)楹娇蘸教煺麢C(jī)產(chǎn)品價值量高,對單個零部件價格敏感度較低,對3D打印這種加工方式的接受程度高。目前的3D打印較為適合航空航天等領(lǐng)域小批量、定制化生產(chǎn)特點(diǎn),能夠解決輕量化、功能化等設(shè)計要求,但隨著3D打印技術(shù)發(fā)展與成本控制,其未來有望應(yīng)用到更大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)中。

由于規(guī)模化生產(chǎn)制造成本較高,當(dāng)前增材制造仍然是作為減材制造和等材制造之外的一種補(bǔ)充,用于傳統(tǒng)加工方式難以解決的制造場景。

雖然增材制造暫時無法達(dá)到減材制造和等材制造的生產(chǎn)效率,但鑒于其主要制造高價值產(chǎn)品,在總價值量上必將持續(xù)攀升。作為增材制造最主要的組成部分,激光增材制造設(shè)備未來的市場空間十分可觀。

(文章轉(zhuǎn)自:鈑金加工與焊接噴涂,如有侵權(quán),請聯(lián)系刪除)


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