2016年激光加工技术行业发展现状及未来市场规模预测

一、智能制造基础技术

大功率激光技术主要应用于激光打标、激光切割、激光焊接与激光微加工（包含 3D 打印）等激光加工领域，是智能制造的基础性技术。激光加工产业链上游为激光器及光学元器件、数控系统、伺服电机等辅助器件，中游为激光系统集成设备，下游是各类细分应用领域，其中激光器是激光加工产业链的核心部分。研究机构 Strategies Unlimited 数据显示，2014 年全球激光器销售额超过 25 亿美元，激光系统集成设备销售额达到 94 亿美元。

激光加工产业链

激光加工设备及产品

激光切割机是利用经由聚焦的高功率密度光束照射工件，在光斑会焦点处的激光功率密度可以达到 106~109W/cm2，能够产生 10000℃以上的局部高温，使工件瞬间汽化，再配合辅助气体将汽化的金属吹走，从而将工件穿出一个很小的孔，随着数控机床的移动，无数小孔连接成目标外形。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。

激光打标机打标原理是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图案、文字、条形码等各类图形。

激光焊接机是利用高能量激光对材料进行微小区域的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料融化后形成特定熔池。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，具有深宽比高、焊缝宽度小、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，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化等优点。目前激光焊接主要由激光复合焊和激光钎焊两种方式。

两种激光焊接方式对比

激光 3D 打印是根据系统内目标件的形状参数，利用激光或其他精准加热技术将金属、陶瓷、塑料、砂等不同打印材料在指定位臵融化，每次制作一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，再把它们逐层粘结起来，就得到了立体的目标件。3D 打印技术是在现代 CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。

激光 3D 打印多用于汽车制造。汽车制造方面：用于制造金属汽车零部件的 3D 打印机销售量在过去 10 年中增长显著。汽车制造是 3D 打印机市场的主要增长领域之一。大多数汽车制造商正在从传统的生产技术转型到可高度定制的 3D 打印制造技术，以生产自己的功能部件和原型。

二、激光加工空间巨大

激光加工技术的核心是激光器。激光器按照激光介质分，一般可以分为 CO2 激光器、固体激光器和光纤激光器等。激光器是激光加工设备的核心零部件，激光器的种类和好坏直接决定了激光加工设备的加工工艺，产品质量和使用成本。

激光加工一般需要考虑激光功率、作用时间以及材料对能量的吸收效率等，不同的激光器适用于不同的加工工艺。一般来说 CO2 激光加工设备适用于金属材料的加工，如激光打孔、切割或者焊接，而小功率的激光加工工艺，如激光打标、非金属材料的切割等，一般采用固体激光器或者光纤激光器等。此外，光纤激光器功率范围较广，且具有免维护等特点，开始逐渐替代其他种类的激光加工设备。

全球激光器销售额（按激光器分类百万美元）

光纤激光器市场占比上升达到约 39%

激光系统集成设备市场全球规模接近百亿美元。激光器一般通过系统集成进行销售，如打标机、切割机、焊接机和 3D 打印机等，终端用户很少直接单独采购激光器，因此激光系统集成的发展趋势与激光器相一致，系统集成市场容量一般是激光器市场的 3.6 倍左右。全球激光系统集成收入结构中，CO2 激光系统集成占比约 56%，主要原因是 CO2 激光器系统集成设备一般为高功率激光切割/焊接设备，是工业激光应用最广泛的领域。

全球激光器市场及激光系统集成市场规模

激光切割领域，市场呈周期性滞涨。2008 至 2010 年国内激光切割设备的市场销售收入增长率始终维持在 20%以上，2011 年开始增速开始下降，2013 年市场规模达到约 33 亿元，增长率却下降至 5%。这一现象主要由国内制造业整体呈下跌趋势导致，需求激发有限，市场行情出现周期性滞涨。

国产激光切割设备目前已占优势。以大功率激光切割设备为例，国内市场主要参与者为大族激光、华工科技、团结激光以及德国通快等。大族激光在大功率切割设备领域国内市占率已经超过 30%，装机量位列全国第一，全球第四。

2009 -2013 年中国激光切割设备销售情况

国内大功率激光切割设备市场分布

激光打标受消费电子需求拉动效应明显，具有明显“大小年”现象。2014 年大族激光打标设备实现销售收入约 13 亿元，较 2013 年增长约 67%。

激光 3D打印领域，金属 3D打印目前占比较小，增速较快。3D打印技术报告《Wohler’s Report 2015》显示，2014 年全球 3D 打印产品和服务市场增长了 35.2%，达到 41 亿美元。据预测 2017 年市场规模会达到 60 亿美元，而 2021 年将达到 110 亿美元。目前金属 3D 打印占 3D 打印份额较小，但增速更快：用于增材制造的激光器市场，2014 年增长 62%，2015 年预计增长 29%，是所有激光器子行业应用中增长最快的领域。2013 年底，全球金属打印设备销售翻番并且接近 350 台，全球工业级金属 3D 打印机售价可达 100 万美元，以此计算全球激光 3D 市场空间已超过 3.5 亿美元。

3D 打印市场份额