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解決方案

激光加工設備市場規模及新興應用市場分析

cici 來源:中國工控網。2018-05-09 我要評論(0 )   

 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(wei) 一種全新的製造技術其應用優(you) 勢突出,尤

  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製造技術其應用優勢突出,尤其是在零部件結構高度複雜的尖端科技領域,比如航空發動機、火箭飛行器、汽車發動機等的製造。

  一、激光加工設備產(chan) 業(ye) 鏈結構

  激光加工設備屬於(yu) 技術、專(zhuan) 業(ye) 性較強的精密產(chan) 品,已成為(wei) 發展新興(xing) 產(chan) 業(ye) 、改造傳(chuan) 統製造業(ye) 的關(guan) 鍵技術設備之一。激光設備行業(ye) 龐大且應用廣泛,目前已形成完整、成熟的產(chan) 業(ye) 鏈分布。從(cong) 激光產(chan) 業(ye) 的產(chan) 業(ye) 鏈分布可以看出,激光產(chan) 業(ye) 鏈主要包括:上遊材料與(yu) 元器件行業(ye) ,主要含組建激光加工設備的光學、機械、電控、氣動零部件的製造,以及相關(guan) 控製平台與(yu) 軟件係統的研發;中遊激光加工設備製造業(ye) ;下遊應用行業(ye) ,主要包括激光加工的在汽車、鋼鐵、船舶、航空航天、消費電子、高端材料、半導體(ti) 加工、機械製造、醫療美容、電子工業(ye) 等行業(ye) 中的應用。

  圖表 激光設備產(chan) 業(ye) 鏈結構

  2017年,我國激光產(chan) 業(ye) 鏈產(chan) 值規模超過1000億(yi) 元,位於(yu) 中遊的激光裝備占比約42%,比2016年增加了5個(ge) 百分點。我國激光產(chan) 業(ye) 鏈中,上遊核心激光元器件及激光器長期以來對國外進口依賴度較高,尤其是在高功率激光器及高精密部件市場被國外大企業(ye) 占據主導地位,在中小功率激光器市場領域,國產(chan) 化率已經超過80%;中遊激光設備環節,國內(nei) 涉及激光設備生產(chan) 的企業(ye) 增多,市場占有率逐年提升。

  圖表 激光產(chan) 業(ye) 鏈市場結構

  二、激光設備行業(ye) 市場規模

  2017年全球激光加工設備市場規模為(wei) 313.7億(yi) 美元,同比增長12%。2017年fun88官网平台設備市場銷售總規模超過442億(yi) 元,增速持續增長,達到14.8%。2010-2017年激光設備市場銷售規模年均增長達到21.8%。

  圖表 2012-2017年fun88官网平台設備行業(ye) 市場規模及增長率

  2017年激光設備產(chan) 業(ye) 規模的加速提升主要得益於(yu) 傳(chuan) 統激光加工的替代升級和新興(xing) 應用的需求增長。(1)在傳(chuan) 統激光加工領域,光纖激光設備憑借高性能和低成本優(you) 勢持續替代CO2和YAG固體(ti) 激光設備,光纖激光器和設備集成市場規模大幅提升。(2)動力電池、OLED、消費電子脆性材料應用對激光設備需求每年超過70億(yi) 元,柔性OLED、玻璃等脆性材料應用對“紫外&超快”激光設備需求強勁,用於(yu) 精密加工的超快激光設備需求增長。

  三、激光設備新興(xing) 市場應用分析

  激光加工技術是一種應用定向能量進行非接觸加工的新型加工技術,與(yu) 傳(chuan) 統接觸式加工方式有本質區別,可與(yu) 其他眾(zhong) 多技術融合、孕育出新興(xing) 技術和產(chan) 業(ye) ,將對許多傳(chuan) 統加工產(chan) 業(ye) 產(chan) 生重大衝(chong) 擊。隨著皮秒、飛秒激光技術的逐步成熟和產(chan) 業(ye) 化,激光將更廣泛地應用於(yu) 全麵屏、陶瓷、金屬、合金等材料的精密加工,支撐消費電子、新能源、高端製造等產(chan) 業(ye) 的發展。

  全麵屏麵板加工

  全麵屏趨勢興(xing) 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(hui) 越來越高,才可以使得外觀美觀。這其中釋放了異形切割的工藝要求,目前,隻有激光設備才可以做到基於(yu) LTPS技術的中小尺寸柔性OLED麵板在色域、對比度、節能、可彎曲等特性上超過LCD麵板。而柔性OLED麵板的放量是全麵屏的助推劑,異形切割是全麵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(chuan) 感器等功能器件的最優(you) 解決(jue) 方案,進而推動小功率激光設備的發展。

  對於(yu) OLED 麵板的異形切割有刀輪和激光切割兩(liang) 種途徑,其中刀輪切割屬於(yu) 機械加工,存在速度慢、磨具損耗塊、良率低、切割麵粗糙等問題,銑削加工則需要反複研磨和拋光,對於(yu) 複雜的異形切割適應性差;相比之下,激光切割為(wei) 非接觸型加工,可以做到高速、任意形狀、無碎屑等優(you) 勢,盡管成本較高,但仍是手機注重顏值時代中,全麵屏異形切割的主流方向。

  圖表 異形切割方式對比

  脆性材料加工

  隨著消費者對手機外觀的日益要求嚴(yan) 格,手機蓋板和背板的材料將會(hui) 被脆性材料取代。而對於(yu) 脆性材料的切割方式,傳(chuan) 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(wei) 眾(zhong) 多廠家的選擇。使用激光設備進行切割,不僅(jin) 節省材料熱損失,還能省去切割斷麵後續處理。根據OFweek預測,根據2017年全球智能手機出貨量為(wei) 15.5億(yi) 台,預計到2020年出貨量達到16.0~19.4億(yi) 台,那麽(me) 到2020年3D玻璃蓋板的需求量則為(wei) 4~9.5億(yi) 片,那麽(me) 到2020年,全球新增激光加工設備的需求為(wei) 60億(yi) 元到170億(yi) 元之間。

  新能源汽車及動力電池激光加工

  受益於(yu) 動力電池擴產(chan) ,激光焊接設備行業(ye) 需求增速。電動汽車未來發展的關(guan) 鍵技術是動力電池的安全性、成本及儲(chu) 能容量。動力電池的製作工藝複雜,安全性要求高;其製作過程中的關(guan) 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(you) 勢在於(yu) 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。

  圖表 激光焊接在動力電池領域的優(you) 勢

  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(jin) 可以降低油耗、減少二氧化碳排放,而且可以改善加速性能、縮短製動距離、最終提升駕駛體(ti) 驗。因此,汽車輕量化已經成為(wei) 國內(nei) 外汽車製造追求的一個(ge) 新的目標。實現汽車輕量化,最有效的方式是使用輕質材料;相比於(yu) 傳(chuan) 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,板材的激光拚焊,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(wei) 一種先進的加工技術,未來將成為(wei) 汽車製造業(ye) 的標配工具,需求也將受到汽車輕量化的發展而不斷增長。

  據工信部《節能與(yu) 新能源汽車技術路線圖》提出,到2025年,新能源汽車占汽車總體(ti) 銷售的比例20%以上,新能源汽車的增長也助力了動力電池的增長。工信部指出,到2020年,動力電池行業(ye) 總產(chan) 能超過100Gwh,行業(ye) 的複合增長率超過34%。而新能源汽車的電池製造過程涉及的工藝要求高,激光焊接有望成為(wei) 動力電池生產(chan) 的首選。十三五規劃指出,動力電池投資額將達到560億(yi) 元,對應的激光設備需求為(wei) 56億(yi) 元。

  3D打印

  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(wei) 一種全新的製造技術其應用優(you) 勢突出,尤其是在零部件結構高度複雜的尖端科技領域,比如航空發動機、火箭飛行器、汽車發動機等的製造。隨著3D打印材料和打印設備價(jia) 格的下降,3D打印市場有望迅速擴展,成為(wei) 重要的加工手段。2017年全球3D打印市場規模超過60億(yi) 美元。

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