激光加工設(shè)備的應(yīng)用及市場(chǎng)發(fā)展分析

激光設(shè)備（也稱(chēng)激光加工設(shè)備）是激光加工技術(shù)的載體，主要由光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)組成，以激光器為核心，利用激光加工技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)的設(shè)備。主要產(chǎn)品包括各類(lèi)激光打標(biāo)機(jī)、焊接機(jī)、切割機(jī)、劃片機(jī)、雕刻機(jī)、熱處理機(jī)、三維成型機(jī)以及毛化機(jī)等。

激光加工設(shè)備屬于技術(shù)、專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的精密產(chǎn)品，已成為發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)、改造傳統(tǒng)制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備之一。目前激光加工設(shè)備已經(jīng)或正在進(jìn)入各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。

激光設(shè)備分類(lèi)方式眾多，市場(chǎng)上最常用的分類(lèi)方式為按照激光器工作時(shí)的物理性質(zhì)分類(lèi)和按照其應(yīng)用分類(lèi)。

（1）按激光器工作時(shí)的物理性質(zhì)區(qū)分，激光設(shè)備主要包括：氣體激光器類(lèi)、固體激光器類(lèi)、半導(dǎo)體激光器類(lèi)、液體激光器類(lèi)、化學(xué)激光器類(lèi)、自由電子激光器類(lèi)等激光設(shè)備。目前廣泛應(yīng)用的主要為氣體激光器類(lèi)設(shè)備及固體激光器類(lèi)設(shè)備。

氣體激光器類(lèi)設(shè)備是以二氧化碳、氦氖等氣體作為激光工作物質(zhì)的激光設(shè)備。

二氧化碳激光器因其效率高、光束質(zhì)量好、功率范圍大（幾瓦至幾萬(wàn)瓦）、能連續(xù)和脈沖輸出、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，成為氣體激光器中最重要、應(yīng)用最廣泛的一種激光器。二氧化碳激光器輸出的激光波長(zhǎng)為 10.6 微米，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，與非金屬材料的耦合效率高，易于非金屬表面吸收，廣泛應(yīng)用于服裝家紡、廣告工藝品、電子、印刷等非金屬材料加工行業(yè)。此外，當(dāng)氣體激光器輸出功率達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，所產(chǎn)生的激光能量被金屬材料吸收效果較好，因此大功率二氧化碳激光器設(shè)備也廣泛應(yīng)用于金屬材料加工行業(yè)。

固體激光器類(lèi)設(shè)備是以激光晶體等固體材料作為激光工作物質(zhì)的激光設(shè)備。

固體激光器主要由激光工作物質(zhì)（主要是激光晶體）、泵浦源、光學(xué)諧振腔等部分組成。固體激光器的泵浦源主要有燈泵浦、半導(dǎo)體激光泵浦、光纖泵浦等方式。固體激光器輸出波長(zhǎng)較短，與金屬的耦合效率高，有利于金屬表面吸收，對(duì)金屬加工性能良好。因此固體激光器廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、冶金、機(jī)械制造等金屬加工領(lǐng)域。超快激光器是一種固體激光器，通常是以半導(dǎo)體作為激光泵浦，波長(zhǎng)355~1064nm。

（2）按功能區(qū)分，激光設(shè)備主要包括：激光焊接機(jī)、激光雕刻機(jī)、激光切割機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)及其他激光加工設(shè)備等。

激光設(shè)備按功能分類(lèi)

2017年全球激光加工設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為313.7億美元，同比增長(zhǎng)12%。2017年中國(guó)激光設(shè)備市場(chǎng)銷(xiāo)售總規(guī)模超過(guò)442億元，增速持續(xù)增長(zhǎng)，達(dá)到14.8%。2010-2017年激光設(shè)備市場(chǎng)銷(xiāo)售規(guī)模年均增長(zhǎng)達(dá)到21.8%

2009-2017年中國(guó)激光設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)率

2017年激光設(shè)備產(chǎn)業(yè)規(guī)模的加速提升主要得益于傳統(tǒng)激光加工的替代升級(jí)和新興應(yīng)用的需求增長(zhǎng)。

（1）在傳統(tǒng)激光加工領(lǐng)域，光纖激光設(shè)備憑借高性能和低成本優(yōu)勢(shì)持續(xù)替代CO2和YAG固體激光設(shè)備，光纖激光器和設(shè)備集成市場(chǎng)規(guī)模大幅提升。

（2）動(dòng)力電池、OLED、消費(fèi)電子脆性材料應(yīng)用對(duì)激光設(shè)備需求每年超過(guò)70億元，柔性O(shè)LED、玻璃等脆性材料應(yīng)用對(duì)“紫外&超快”激光設(shè)備需求強(qiáng)勁，用于精密加工的超快激光設(shè)備需求增長(zhǎng)。

超快激光具備獨(dú)特的超短脈沖、超強(qiáng)特性，能以較低的脈沖能量獲得極高的峰值光強(qiáng)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為激光加工行業(yè)最受關(guān)注度產(chǎn)品。與傳統(tǒng)長(zhǎng)脈沖激光及連續(xù)激光不同，超快激光有著超短的激光脈沖，這使得激光脈沖的頻譜寬度相當(dāng)大。這樣寬的頻譜在進(jìn)行諸如原子能級(jí)研究，激光選鍵化學(xué)等方面都具有重要的應(yīng)用。超快超強(qiáng)激光脈沖與物質(zhì)的相互作用，是當(dāng)前最活躍的研究課題之一，代表著當(dāng)今激光前沿技術(shù)的發(fā)展方向。超快激光能解決許多常規(guī)方法難以達(dá)到的高、精、尖、硬、難等加工問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)令人驚奇的加工能力、加工質(zhì)量和加工效率。

2014-2017年超快激光設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模及增速

與整個(gè)激光設(shè)備市場(chǎng)相比，超快激光設(shè)備市場(chǎng)份額相對(duì)較小，但其增長(zhǎng)速度是整個(gè)激光設(shè)備市場(chǎng)增長(zhǎng)速度的兩倍。以通快、相干、光譜物理、英諾激光等公司為代表的超快激光器應(yīng)用呈現(xiàn)了快速穩(wěn)健的增長(zhǎng)。超快激光設(shè)備在增材制造、微材料加工、精準(zhǔn)加工、精準(zhǔn)醫(yī)療、薄玻璃切割、微納加工等更多新型應(yīng)用領(lǐng)域需求不斷提升，2017年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到17.58億元，增速超過(guò)35.2%。