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激光技术正在入侵这些行业 你还有多少不了解?

来源:行讯制造业资源

  发布:cici

关键词:激光技术 汽车制造

2018-04-11

 到2020 年,全球激光加工市场规模预计将突破150 亿美元。其中,亚太地区将占据全球激光加工市场的最大份额,中国、日本及韩国将成为最主要的激光应用市场。

激光技术简史

被激光技术改变的传统工艺

由于生产技术不成熟,激光技术产生之初并未有太多实际用途。后虽有切割,光束武器等应用,但又受制于制造成本高昂和气候条件复杂等因素被束之高阁。近百年来各领域工程师和专家一直努力改进创新技术及应用,激光切割、焊接、打标等技术已经广泛地应用于工业生产和社会生活的方方面面,并代替了许多传统制造工艺。

 

手机(3C)制造

手机(3C)消费电子产品正朝着高集成化、高精密化方向升级,其产品内构件越来越小巧,电子集成度越来越高。所以,屏幕、线路板、后盖、内结构件(外观、形变、拉拔力)对切割、焊接、打标技术的要求也越来越高。同时伴随着产品周期短、出货量超大等问题,传统的印刷、冲压、CNC等工艺已经不能满足高品质的加工需求,或者不能有效控制生产成本。而经过长时间的发展,激光技术已能够轻松实现常规方法无法实现的工艺,已成为苹果、蓝思科技等高端用户的一致选择。

 

汽车制造

在欧美等发达工业国家,目前有50%~70%的汽车零部件是用激光加工(车身板材激光拼焊、白车身顶盖焊接、覆盖件激光三维切割、零部件激光打标和熔覆)来完成的,速度快、精度高、质量好。随着新能源政策及市场不断推出新品的趋势,汽车轻量化和更高效率的生产技术对汽车生产企业的发展至关重要。大族激光已经在这个领域取得重大进展,例如在SIMM展示的三维五轴联动激光切割机、拼焊系统、柔性焊接工作站已装备新能源汽车和宇通客车等高端制造企业。

 

新能源电池焊接

动力电池是新能源汽车的核心零部件,直接决定整车性能。电池外壳的传统加工方式是通过普通焊接或深喉冲压拉伸来完成,但安全性、使用寿命及综合成本始终无法达到市场要求。对比发现,激光焊接优势在于焊材损耗小、被焊接工件变形小、设备性能稳定易操作,焊接质量及自动化程度高。可以说,激光焊接工艺上的优势是其它焊接方式无法比拟的。随着新能源汽车行业迈向纵深发展,对配套电池的装配与焊接精度、质量都提出了更高的要求,大规模的采用激光焊接工艺也势在必行。

 

金属板材加工

 

在激光市场爆发之前,各类金属薄板零件加工都避不开数控转塔冲床加工工序,通过简单的模具组合,可以一次性自动完成多种复杂孔型和浅拉伸成型加工。但是当光纤激光技术成为市场主流时,激光加工则显现出大的优势。光纤激光加工不仅仅是加工精度高、效率快,而且可针对薄板及厚板都加工、各种复杂的图形及曲面加工,无需开模,更容易实现自动化。因此,目前市场上激光加工已经开始取代部分数控转塔冲、剪板机。

 

工业清洗

 

当“制造业”遇上“环保”,如何寻找更清洁,且不具损伤性的清洗方式变成了老板们不得不考虑的问题。与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比,激光清洗具有更安全、高效率、不产生污染等优点。目前激光清洗主要用于模具、武器装备、飞机旧漆、电子工业、石雕等工业领域;随着技术的不断完善和设备的批量化生产,激光清洗技术必将工业清洗领域发挥重要的作用。

 

全球激光产业下的中国

当前世界激光产业的发展按区域主要可划分为美国、欧洲、日本及太平洋地区,从激光技术研发实力来看,在激光医疗及激光检测方面美国领先在前,而在激光材料加工设备方面德国有明显优势,在光电子技术方面则是日本占据首位。

全球比较知名、规模较大的激光公司有德国通快、德国罗芬、美国IPG、美国相干、美国恩耐nLIGHT、美国光谱物理等综合类型的上市公司。也就是说,从激光光源、元器件、材料及应用技术,激光产业核心技术都掌握在少数发达国家手中。

相比之下,我国的激光产业起步虽然较晚,但发展十分迅速。目前我国的激光加工产业可以分为四个产业带。珠三角以市场为导向形成覆盖了大、中、小功率激光加工产业群,长三角以大功率激光切割焊接设备为主,环渤海以大功率激光熔覆和全固态激光为主,武汉光谷以产学研背景形成华中地区覆盖了大、中、小激光产业区。随着锐创、创鑫、华日、大族等国内激光企业一直努力研发和提升产品稳定性,国产激光器能够在激光制造领域占领一定市场份额,国外品牌激光器的价格下降,相信这只是时间问题。

未来全球激光市场与中国机遇

德国通快,激光加工领域排名全球第一, 2016/17财政年度的订单收入约34亿欧元;

大族激光,国内激光装备行业的龙头企业,2016年集团营业收入69.59亿元;

美国的IPG 公司,占有2016年全球光纤激光器市场份额(约13亿美元)高达76%以上;

到2022 年,全球激光加工市场规模预计将达到97.5 亿美元。其中,亚太地区将占据全球激光加工市场的最大份额,中国、日本及韩国将成为最主要的激光应用市场。

随着新应用及自动化进程加快,激光技术势必推动制造业向价值链高端拓展,这也符合当前中国大力发展高端智能装备及精密制造的市场和政策需求。2018年,SIMM激光加工技术及应用展区将重点展示手机(3C)、汽车制造、新能源电池、半导体及光伏、家电、航空航天等领域的激光切割、焊接、打标、清洗等解决方案,助力中国高端制造业转型和品质提升。