激光加工行业产业链中下游——激光设备及应用分析

激光加工设备属于专业设备，是高新技术改造提升传统加工技术的一种，具有节能、高效、环保等综合优势，属于国家重点发展领域， 2008 年颁发的《国家重点支持的高新技术领域》激光加工技术被列入其中，属于先进制造业。随着现代工业的发展，激光加工设备如今已成为制造业的优选加工方法和手段， 各个行业对激光设备的需求也在不断的提高。近几年来，国内激光设备制造业发展非常迅速。据中国光学学会激光加工专业委员会统计， 2014 年中国激光加工产业总收入约 270 亿人民币，其中激光光源与激光加工设备销售额达到近 215 亿人民币，激光加工收入约 55 亿人民币，较 2013 年240 亿的产值增长了 12.5%左右，行业企业平均利润率超过 10%以上。

2017 年工业激光器应用中切割占主要地位

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

（一）激光切割

从激光加工系统的应用方式来看， 2017 年激光切割占激光加工系统总销售额的35%，激光打标占 15%， 激光焊接占 16%。

激光切割是近几十年来发展起来的高新技术, 相对于传统的剪切工艺来说具有更高的切割精度、更低的粗糙度、更高的材料利用率和生产效率等特点，特别是在精细切割领域，激光切割具有传统切割无法比拟的优势。激光切割是将能量聚焦到微小的空间，利用高密度的能量进行非接触、高速度、高精度的切割方法。

时下全面屏炽手可热，但是与之相对应的却是其制作工艺的复杂与艰难。一般来说，全面屏手机的设计可分为异形屏与非异形屏。在 IPHONEX 的带动下，手机产商把手机从非异形屏向异形屏发展，而异形屏必须用异形切割方案才能实现。

目前市面上的异形切割主要的切割方式有刀轮切割、激光切割两种。传统的直角切割主要采用的是机械刀轮的方式，配合磨边工艺，采用的都是直角切割屏幕的方法，手机整体的四角仍采用圆润的弧型。这种方法没有高温问题，不会导致框边黄化与热点缺口等问题出现，但机械刀轮在异形切割时开始暴露出切割速度慢、精度低、存在较大毛边损伤等问题。而新兴的激光切割在上述方面相比于机械刀轮切割优势更加明显，因为激光切割的强度高、边缘效果好，且可以自动分立废料，无残渣，切割速度快，不受加工形状限制，因此，激光切割技术有望成为异形切割领域的主流切割技术。

（二）激光焊接：大功率、智能化激光焊接设备前景广阔

激光焊接具有不需电极和填充材料、可实现定域加热、焊接时无需机械接触、焊接区几乎不受污染、可对高熔点难熔金属或不同厚度、材料进行焊接等特点，目前已被广泛应用于电子、电池、仪表、汽车、 航空航天、五金工具及钢铁等行业，适用于锈钢、铝合金、压力容器、钽电容、电子枪、锂离子电池、压力传感器、光纤耦合器件、航空航天用的各类金属密封盒或容器等同材焊接或异种材料焊接。

来自中国半导体行业协会的报告显示，未来激光技术开发将向高功率、高光束质量、高可靠性、高智能化和低成本、固态方向发展，其中，半导体激光器、半导体泵浦固体激光器和光纤激光器成为激光器发展方向的代表。国外进口大功率激光器产品占据了大部分的高端市场，但是目前国产千瓦级光纤激光器已经进入市场并实现销售。随着产品质量的提高，本土化的优势会越来越明显，市场占有率也会有较大幅度的增长。国产QCW 光纤激光器已经研发完成，并在 2015 年慕尼黑上海光博会中已有展品展出。随着国内制造业的转型升级，大功率激光设备在工业领域替代传统切削焊接设备的优势越发明显。

激光焊接设备智能化在焊接领域，传统方式以人工焊接为主，随着下游行业对焊接质量和生产效率的要求提高，再加上人力成本的上升，越来越多的企业将目光投向了自动化焊接设备。焊接机器人是在标准工业机器人基础上根据焊接的特殊要求而进行相关配置的机器人焊接系统，把光纤激光器与工业机器人技术的结合是现代激光加工应用的趋势。光纤激光器具有光束质量高、柔性传输、性能稳定等优势，可进行多种材料的切割、打孔、焊接、表面硬化及合金化处理等，工业机器人具有空间作业能力优秀、加工范围大、可实现运动路径的在线/离线编程控制等优点，焊接机器人具有多自由度、编程灵活、自动化程度高、柔性程度高等特点，是自动化激光焊接生产线的重要组成部分。将激光器安装在焊接机器人上能提高焊接机器人的焊接质量和适用范围。从目前发展来越来越重要的地位。目前焊接机器人在我国尚处于起步阶段，随着我国工业自动化进程的加快，未来焊接自动化领域将迎来更好的发展机遇。

（三）激光打标

激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。

激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。聚焦后的极细的激光光束如同刀具，可将物体表面材料逐点去除，其先进性在于标记过程为非接触性加工，不产生机械挤压或机械应力，因此不会损坏被加工物品;由于激光聚焦后的尺寸很小，热影响区域小，加工精细，因此，可以完成一些常规方法无法实现的工艺.

激光打标能标记何种信息，仅与计算机里设计的内容相关，只要计算机里设计出的图稿打标系统能够识别，那么打标机就可以将设计信息精确的还原在合适的载体上。激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一，是丝印、墨印、冲压、电腐蚀等工艺无法比拟的。