CQ9电子切割机

三维五轴激光切割机、一体化集成复合型激光焊接设备、手持激光焊接、机器视觉+激光加工设备……

虽然与外国相比，中国的激光设备产业起步较慢，但近十年来迈入了快速增长期，激光装备国产化进度全面加速。与此同时，针对新时期发展面临的挑战，激光设备产业不断挖掘着全新的发展方向，一个全新的时代正在开启。

激光作为新型光源，具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点，被誉为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。“激光技术”是现代高科技领域的重要基础性技术，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。

过去几十年，以激光器为基础的激光工业在全球发展发展迅猛，现在已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科研等方面。

2016年2月科技部发布的《国家重点基础研究发展计划》明确将“激光器的研制”列入国家重点基础研究发展计划。

激光产业链

就现阶段整体激光产业链来看，上游主要包括激光材料和配套元器件，如激光晶体、激光灯、特种光纤、光学镜片、振镜等;中游主要是各种激光器及其配套加工设备，例如CO2激光器、光纤激光器、各种数控设备、机电设备、激光模块等等。

从整体系统应用的成本来看，激光器作为光源，占激光装备总成本的30%-60%，美国相干、IPG、德国通快等巨头厂商处于行业领导者的位置;国内新冒升的锐科2019年已占据国内市场24%的份额，显示出国产替代速度正在加快，并且在特种光纤、高功率光栅等关键光学器件上不断实现研发突破。

激光产业下游市场主要指的是各种应用细分行业，其中，材料加工及光刻、光通信、数据存储、测量及传感器、医疗美容等都是重要开发领域，为各类终端客户包括汽车制造业、3C电子、专业钣金加工、航空航天、光伏、船舶重工、工程机械及军工等提供先进的技术解决方案。

激光加工设备分类

作为激光产业的中游市场，激光加工设备可分为三大类：激光打标机、激光焊接机、激光切割机。而激光打标机目前有半导体激光打标机、CO2激光打标机、光纤激光打标机、紫外激光打标机等;激光焊接机目前有YAG激光自动焊接机以及光纤传输自动激光焊接机等;激光切割机有YAG激光切割机和光纤激光切割机等。

YAG激光机

YAG激光器是红外光频段波长为1.064um的固体激光器，采用氪灯作为能量源(激励源)，ND：YAG(Nd:YAG激光器。Nd(钕)是一种稀土族元素，YAG代表钇铝石榴石，晶体结构与红宝石相似)作为产生激光的介质，激励源发出特定波长的入射光，促使工作物质发生居量反转，通过能级跃迁释放出激光，将激光能量放大并整形聚焦后形成可使用的激光束。

半导体激光机

半导体泵浦激光打标机是使用波长为0.808um半导体激光二极管(测面或端面)泵浦Nd：YAG介质，使介质产生大量的反转粒子在Q开关的作用下形成波长1.064um的巨脉冲激光输出，电光转换效率高。半导体泵浦激光打标机与灯泵浦YAG就刚打标机相比有较好的稳定性、省电、不用换灯、等优点，价格相对较高。

光纤激光打标机

主要由激光器、振镜头、打标卡三部分组成，采用光纤激光器生产激光的打标机，光束质量好，其输出中心为1064nm，整机寿命在10万小时左右，相对于其他类型激光打标器寿命更长，电光转换效率为28%以上，相对于其他类型激光打标机2%-10%的转换效率优势很大，在节能环保等方面性能卓著。

CO2激光打标机

CO2激光器是远红外光频段波长为10.64um的气体激光器，采用CO2气体充入放电管作为产生激光的介质，当在电极上加高电压，放电管中产生辉光放电，就可使气体分子释放出激光，将激光能量放大后就形成对材料加工的激光束。

绿光激光打标机

绿光激光打标机采用侧面泵浦，区别于半导体端泵激光打标机，有明显的优势：波长为532nm绿激光输出，聚焦后光斑直径更小，能量更集中，电光转换效率高，光束质量好。整机防护好，打标控制方便，采用PLC程序控制，实现一键式开机。

设备更适用于玻璃制品的表面雕刻，如手机屏、LCD屏、光学器件(如光学镜片等)、汽车玻璃等。同时可适用于绝大多数金属和非金属材料的表面加工或镀层薄膜的加工，如五金、陶瓷、眼镜钟表、PC、电子器件、各类仪表、PCB板和控制面板、铭牌展板、塑料等。与同类产品相比具有相当高的性价比。它的价格更为高昂。

激光切割机

激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，在光斑处会焦的激光功率密度高达10^6~10^9W/cm^2。

处于其焦点处的工件受到高功率密度的激光光斑照射，会产生10000°C以上的局部高温，使工件瞬间汽化，再配合辅助切割气体将汽化的金属吹走，从而将工件切穿成一个很小的孔，随着数控机床的移动，无数个小孔连接起来就成了要切的外形。

由于激光切割的频率非常高，所以每个小孔连接处非常光滑，切割出来的产品光洁度很高。

激光焊接机

激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。

它是一种新型的焊接方式，主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化。

激光设备产业发展现状与未来趋势

根据专业机构Laser Manufacture News的调查统计，2018年中国工业激光与相关产品的市场规模约为855亿元，同比增长18.6%，与前几年相比，增长有所放缓;而在2019年复杂的经济环境下，市场增速保持在10%左右，市场规模约940亿元。面对2020年新冠疫情的爆发，在当前智能手机、汽车电子等重点终端下游市场受到严重影响的前提下，整体激光产业的发展同样挑战激增，市场走向变得扑朔迷离。

2010年以来，得益于激光加工应用市场的不断拓展，我国激光设备产业也逐渐驶入高速发展期。2018年中国激光设备市场规模达到605亿元，同比增长22.22%，2011年至2018年复合增速达26.45%。

然而，近两年来，受到国内外经济形势的影响，激光加工装备市场(包括打标、焊接、切割，光刻等等)的增速进一步放缓，市场竞争加剧，多数企业遭遇营收规模和盈利能力水平的下滑。

2019年可以说是激光设备行业出现转折的一年，经过前几年的高速成长后，国内激光加工装备市场增速开始减慢，实现销售收入658亿元，同比增长8.8%;2020年初，在新冠疫情影响下，行业开工不足、发货延期，以及全球经济走势不确定因素增加，使得今年国内激光加工设备市场的发展同样令人堪忧。

为此，各大厂商正通过横向拓展激光加工装备业务产品线，来推动整体业务规模的持续增长;同时，随着精密激光加工设备国产化的落地，一方面厂商巩固显示面板、3C电子等传统行业的应用优势，另一方面也积极开拓太阳能、半导体等高端行业市场，促进激光加工装备业务规模实现新的跨越，推动行业从“量变”迈向“质变”的阶段。

在技术层面，主要出现以下几个发展趋势：

1、高功率激光加工设备在钢材、幕墙、汽车等行业市场的应用量稳步提升;

2、激光切割自动化加工单元增长迅猛，特别是三维五轴激光切割机解决了三维曲面、异性曲面等工件成型的“痛点”，其高精度、高速度、高柔性特性为行业应用注入了强大的活力;

3、超大幅面的激光加工设备也是热点之一;

4、金属材料高功率激光加工设备开始拓展至超快、超精密微纳米级水平。

5、新兴材料和新型结构的兴起，激光焊接技术向高效新工艺转变，以实现轻量化、整体化结构件制造、精密制造、低成本高效新工艺的需求方向转变，尤其是一体化集成复合型激光焊接设备将是未来的主流趋势。

激光切割方面，最近几年，随着上游激光切割头、激光器和激光切割控制系统等核心部件的价格不断下降，国产激光切割设备取得了长足的进步，市占率迅速提高，逐步替代金属成形机床中的冲床、剪板机、剪切机床等传统产品，并且一大批从事激光切割装备制造的企业纷纷加入光纤切割阵营。

激光焊接是发展较早的一个领域，在目前手机零部件加工、新能源汽车动力电池等生产总发挥着重要的作用。此外，2019年兴起的手持激光焊接适合各种规格金属焊接，相比传统氩弧焊，效率提升50%以上，光滑均匀，焊接后易打磨或无需打磨;灵活方便，操作简单，无需专业焊工就能操作，可以实现户外焊接作业。

值得关注的是，机器视觉+激光加工设备也是近年来创新的一个重点，其有助于对产品进行自动化和智能化的提升。例如：针对传统激光行业中存在的问题，如夹具制作复杂、对小尺寸产品的打标和焊接精度无法把控、工作效率低下等缺点，独立研发并且推出了视觉自动定位打标系统、视觉自动定位焊接系统，让传统的激光加工设备可以“看得见”，甚至可以无缝对接到工厂原有的流水线，实现实时打标等激光加工作业。

随着激光加工技术的快速发展，传统制造工艺发生了翻天覆地的大革新，全球正阔步迈入“光”加工时代。作为激光产业的中游市场，激光加工设备犹如大时代的一抹惊鸿，为传统制造业向高端精密化方向裂变提供了实现的无限可能。