“光”造未来,“激”不可失(附PDF报告)

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激光制造将逐步替代传统加工、深化新领域应用

“激光技术”是现代高科技领域的重要基础性技术。1960年美国科学家梅曼获得人类第一束激光,此后激光以“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”所著称,也是继核能、计算机、半导体之后20世纪人类四项重大发明之一。

激光加工:非接触式、精密度高、不易受材料限制、具备柔性。激光加工技术利用激光束与物质相互作用进行定向能量非接触式加工,减少切割材料损耗、且无需进行后续处理,与传统接触式加工方式相比有多项优势。此外激光加工技术以精密度高、速度快、效率高、不易受材料限制、智能化等加工优点,在制造业生产加工中的优势越来越强。

激光加工技术将逐步替代传统加工技术。激光加工因激光束能量集中、稳定,特别适合于硬度大、熔点高等传统工艺方法较难加工的材料。例如激光焊接替代电子束和电阻焊,激光切割替代机械切割和线切割等。


激光技术仍在不断提升,应用深度和广度仍将扩展。
2017年全球激光器应用于材料加工和通讯领域、分别占42%和34%;从应用形式来看,切割占35%、焊接占16%、打标占15%。当前光纤激光器已逐步取代二氧化碳激光器成为绝对主流,但半导体激光器以其结构紧凑、光束质量好、寿命长及性能稳定等优势受到产业青睐,例如应用于材料表面处理、熔覆等。半导体激光器或将是未来技术发展的主流,推动激光应用的深度和广度。

激光技术带动新兴领域和传统加工制造工艺革新

激光技术发展将加速3D打印产业化和应用空间。激光技术与自动化控制技术结合而成的3D打印(SLA、SLS)是一种全新的制造技术,尤其应用在零部件结构高度复杂领域,例如航空发动机、汽车发动机等的制造。根据中国激光产业发展报告,中国3D打印主要应用在家电、消费电子和汽车等行业,2016年中国3D打印产业规模达到12.15亿美元、增长56%,2012-2016年复合增速65.7%。

脆性材料异形切割,超快激光加工设备大有用武之地。近年来消费电子对超薄超硬玻璃基板需求快速增加,以OLED显示面板为例,根据HIS数据2017年全球OLED显示面板规模为240亿美元、增长44.8%,HIS预计2021年将达到680亿美元。传统机械刀轮技术在加工超硬超薄材料时效率偏低、耗时长、且影响良品率,激光加工玻璃基板等脆性材料具有速度快、切口光滑平整、板材变形小、加工精度高等优势。

激光加工技术是助力汽车轻量化的关键技术。能源结构调整、环保要求提升和新能源汽车快速发展正推动汽车工业向轻量化发展,使用铝合金、镁合金、钛合金、粉末冶金、炭纤维、复合材料等轻质材料是实现汽车轻量化的主要途径之一。

中国继欧美国家之后正阔步进入“光加工”新时代

“激光技术”对其他领域的带动效益非常明显。根据美国科学和技术政策办公室统计,2010年美国GDP中约50%、主要是高科技领域,与激光技术的应用及广泛拓展相关。

欧美日等主要制造业强国已完成加工制造“激光化”。在加工制造领域,由于激光加工设备工作过程具有智能化、标准化、连续性等特点,通过配套自动化设备可以提高产品质量、提高生产效率、节约人工等。欧美日等主要制造业强国在机械、汽车、航空、钢铁、造船、电子等产业中已基本完成了激光加工工艺对传统加工工艺的替代更新,进入“光加工”时代。

中国正阔步进入“光加工”新时代。2011年发改委、科技部、商务部等联合发布《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2011)》将激光加工技术及设备列为优先发展的21项先进制造高技术,其中包括“激光精密加工技术和设备”、“激光切割技术和设备”、“激光焊接技术和设备”等。

工业需求拉动光纤激光器成主流、亚太成全球最重要市场

2017年全球激光器销售124.3亿美元、同比增长18.2%。根据LaserMarketsResearch统计数据,2016-2017年全球激光器销售呈加速趋势,2017年全球激光器销售124.3亿美元、同比增长18.16%、增速高于2016年的8.34%。2017年全球激光器行业应用领域中材料加工相关的激光器收入51.66亿美元,占全球激光器收入的42%,成为第一大激光器应用领域。


2017年全球工业用激光器销售43.14亿元、同比增长26.1%。根据LaserMarketsResearch/StrategiesUnlimited数据,全球工业激光器收入从2013年的24.87亿美元增加至2017年的43.14亿美元、复合增速为14.76%。2015年以来工业激光器市场规模增速逐步加快,2015-2017年增速依次为8.93%、19.36%和26.10%。

2017年全球工业用光纤激光器销售同比增长33.7%

近年来光纤激光器占工业激光器比重大幅提升
。光纤激光器因其结构紧凑、稳定可靠、转换效率高等优势,近年来在全球工业用激光器中占比逐步提升。根据LaserMarketsResearch统计,2017年光纤激光器占工业用激光器的比重为47%、较2013年的34%提升13个百分点。

 

 

 

PDF全文报告下载:专用机械行业:先进制造技术之激光加工,“光”造未来,“激”不可失-20180608-新时代证券-27页

 

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