激光器产业发展概况
激光加工技术是一种新型的绿色制造技术,相比传统机械加工具备明显优势,其加工方式以非接触方式进行,加工过程能耗低、环保效益高、加工速度快、低噪音、热影响小、适应性强,可加工超高硬度、高脆性、高熔点材料,并可实现自动控制,在精密加工、复杂结构加工、批量自动化生产等领域具备明显优势,被公认为“未来制造系统的共同加工手段”。国内相关产业起步
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激光器产业发展概况
激光加工技术是一种新型的绿色制造技术,相比传统机械加工具备明显优势,其加工方式以非接触方式进行,加工过程能耗低、环保效益高、加工速度快、低噪音、热影响小、适应性强,可加工超高硬度、高脆性、高熔点材料,并可实现自动控制,在精密加工、复杂结构加工、批量自动化生产等领域具备明显优势,被公认为“未来制造系统的共同加工手段”。国内相关产业起步较晚,质量及稳定性难以满足市场需求,目前仍然主要以进口产品为主(含向国内代理商采购)。
随着技术不断进步,激光技术应用领域不断拓展,适用于激光加工的材料包括金属及合金、塑料、陶瓷、玻璃、木材、皮革、树脂、橡胶等,在广泛应用于打标、雕刻、切割、焊接、钻孔、熔覆、微加工及表面改性等工业加工领域的同时,还应用于信息通讯数据储存、医学美容、科研军事、仪器传感、显示、增材制造等新兴领域。近十几年来,激光器的发展更为迅速,出现了种类繁多的激光器,按照增益介质的不同,可分为光纤、固体、气体、半导体激光器等,特定增益介质输出特定波长的激光,本质决定了激光输出功率和应用领域。
作为激光加工设备的核心部件的激光器,自1960年台红宝石激光器明问世以来,随着技术的发展,发生了巨大的变化,极大的推动了其他科学技术的发展,被认为是二十世纪人类伟大的发明之一。近十几年来,激光器的发展更为迅速,出现了种类繁多的激光器,按照增益介质的不同,可分为光纤、固体、气体、半导体激光器等,特定增益介质输出特定波长的激光,本质决定了激光输出功率和应用领域。全固态激光是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系,有时也称为激光增益媒质,它们可以是固体(晶体、玻璃)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、半导体和液体等媒质。
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激光产业链
从产业经济性的角度来看,行业平均水平下激光器约占激光设备成本的30%-50%(采用高功率激光器的设备中占比更高),而材料和激光器件占激光器成本的60%-70%(低功率激光器中的占比更高),因此激光器是制约激光设备经济性的关键,而激光芯片、特殊光纤等激光器核心器件的价格走势则决定了激光器的经济性。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。
由于激光产业上游材料不具备稀缺资源属性,激光芯片等器件的技术门槛相较于半导体芯片较低,而中游激光器的技术核心集中在光学设计、工艺经验等集成能力,下游激光设备市场极为广阔且分散,因此国内的激光产业链未来有机会国产化闭环。目前激光产业链上游和中游的国产替代进程较快,中低端激光器件和激光器产品单价呈现明显的降价趋势:激光器件方面,2009-2017年IPG每瓦特的芯片成本下降了80%,年均降幅18%;②气体激光器,它们所采用的工作物质是气体,并且根据气体中真正产生受激发射作用之工作粒子性质的不同,而进一步区分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等。激光器方面,激光器单台价格每年降幅超过20%,带动激光装备价格逐年下降超过10%
激光加工行业概述
激光可以对材料(包括金属与非金属)进行表面处理、切割、焊接、打孔及微加工等。激光加工具有加工对象广、变形小、精度高、节省能源、公害小、可远距离加工、可自动化加工等显著优点,目前已成为一种新型制造技术和手段,被誉为“不磨损的加工工具”。
激光加工已广泛应用于电子、汽车、机械制造、钢铁冶金、石油、轻工、医学器械、包装、礼品工业、钟表、民爆、服装、化妆品、航空航天等行业,体现着一个的生产加工能力、装备水平和竞争能力,因此激光加工行业是当今各个较为关注和发展较为迅速的行业之一。各类激光设备被广泛应用于材料加工、电子信息、航空航天、医学、军事、通讯等众多下行业。
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。按照不同的用途,激光加工可分为激光切割、激光焊接、激光打标和激光雕刻等几种。