中國激光產(chǎn)業(yè)鏈介紹 產(chǎn)業(yè)鏈應該由四個方面組成

• 李芬珍子 2023年9月6日 來源：中研網(wǎng) 287 11
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工業(yè)激光應用系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈應該由下面四個方面組成：激光應用、激光加工系統(tǒng)、激光器和激光配件?？梢钥吹?，每一個激光應用領域都可以形成一個產(chǎn)業(yè)鏈，每一個產(chǎn)業(yè)鏈一定包括激光加工系統(tǒng)、激光器和激光配件。現(xiàn)在，最成熟的激光產(chǎn)業(yè)鏈應該是工業(yè)激光應用的產(chǎn)業(yè)鏈，它包括激光切割產(chǎn)業(yè)鏈、激光焊接產(chǎn)業(yè)鏈、激光打標產(chǎn)業(yè)鏈、激光表面處理產(chǎn)業(yè)鏈、激光打孔產(chǎn)業(yè)鏈等等。

所以任何一個小的產(chǎn)業(yè)鏈都有它自身的發(fā)展過程和特點，該鏈中的每一個環(huán)節(jié)都很重要，任何一個環(huán)節(jié)發(fā)展不充分或發(fā)展滯后，這個產(chǎn)業(yè)鏈就不完整，就很難得到蓬勃發(fā)展。

為了將產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)節(jié)分析清楚，作為典型案例，主要對工業(yè)激光應用最重要的激光切割產(chǎn)業(yè)鏈、激光焊接產(chǎn)業(yè)鏈、激光打標產(chǎn)業(yè)鏈等三個產(chǎn)業(yè)鏈和各組成部分進行詳細分析，找出在這些產(chǎn)業(yè)鏈里的優(yōu)勢和問題，并指出我國應該如何突破瓶頸，壯大產(chǎn)業(yè)鏈，做大做強激光產(chǎn)業(yè)。

1、激光切割產(chǎn)業(yè)鏈

目前，激光切割應用包括高功率二氧化碳激光切割機、中小功率二氧化碳激光切割機、Nd：YAG激光切割機，另一個近來最熱門的應用是高功率光纖激光切割機。一般來說，5mm以上鋼板主要用二氧化碳激光器，但5mm以下的切割用Nd：YAG激光器的越來越多，這些得益于高功率Nd：YAG激光器越來越成熟。

激光切割適用于汽車行業(yè)、計算機、電氣機殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割，如圓形鋸片、壓克力、彈簧墊片、2mm以下的電子機件用銅板、一些金屬網(wǎng)板、鋼管、鍍錫鐵板、鍍亞鉛鋼板、磷青銅、電木板、薄鋁合金、石英玻璃、硅橡膠、1mm以下氧化鋁陶瓷片、航天工業(yè)使用的鈦合金等等。

從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來說，激光切割應用主要包括激光切割工藝和激光切割機。切割工藝研究主要包括材料、檢測和分析，幾乎所有的研究都在大專院校和研究所，企業(yè)則主要做一些簡單的切割試驗，沒有完善的儀器和分析手段，更多的靠反復試驗和簡單的分析方法，如放大鏡看看，用手摸摸，很少去分析材料成分的變化。

目前國內(nèi)有很強的激光切割機生產(chǎn)能力，包括設計制造切割系統(tǒng)、導光系統(tǒng)工作臺運動系統(tǒng)及其關鍵零部件，也有很強的軟件開發(fā)能力，生產(chǎn)高功率二氧化碳激光切割機典型企業(yè)包括武漢法利萊、楚天激光、上海團結普瑞瑪、深圳大族等，但切割機中的二氧化碳激光器和聚焦鏡則大部分依靠進口，切割機中幾乎一半的成本是激光器，所以基本上是在中國“打洋工”，很大部分利潤被外國公司拿走了。

就高功率二氧化碳激光器的功率指標來看，武漢科威晶可以生產(chǎn)高達4kW的激光器和正在開發(fā)7kW激光器，南京東方可以生產(chǎn)4kW激光器，南京通快可以生產(chǎn)3200W激光器。

但這些公司含有合資或引進國外技術的成分，激光器中的關鍵零部件也是依靠進口，比如風機和諧振腔鏡片等。在低功率二氧化碳激光切割應用中，我國是產(chǎn)銷量最大的國家，不僅占領國內(nèi)市場，并且大量出口，形成了最成熟的中小功率二氧化碳激光切割機產(chǎn)業(yè)鏈，包括系統(tǒng)集成、激光器生產(chǎn)和相關的激光配件。

典型廠家有武漢眾泰、三工、金運、東莞粵銘、濟南金威刻等，但產(chǎn)品也是以低端的直流激勵的玻璃管二氧化碳激光器為主，價格低，品質一般，而高端的射頻激勵二氧化碳激光器只有南京晨銳達一家可以生產(chǎn)和供應市場，但產(chǎn)量很小，最高功率只有50W。

值得慶幸的是，與之相關的激光配件如光學元器件、運動系統(tǒng)和控制軟件等已經(jīng)相當成熟。

高功率Nd：YAG激光切割是近年來中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的一個新型產(chǎn)業(yè)鏈，主要動力來源于薄鋼板切割和高功率Nd：YAG激光器發(fā)展的相對成熟。

在5mm以下鋼板切割中，使用固體激光器切割機整體投資較低，適合中小企業(yè)自主采購?，F(xiàn)在主要用的是500W脈沖固體激光器，該激光器相關的產(chǎn)業(yè)如激光電源、金屬和陶瓷泵浦腔等也發(fā)展比較成熟，質量也已達到產(chǎn)業(yè)化要求。

激光器和配件的主要廠家有武漢新特、中谷、北京華澤宏大等，典型激光切割機廠家有武漢華俄、奧華、華工激光、天琪、金運、廣州瑞通等，武漢在全國具有優(yōu)勢，在開發(fā)生產(chǎn)高功率固體激光器和切割機的廠家也比較多。主要元器件都是國產(chǎn)的，所有產(chǎn)品在價格上很有優(yōu)勢。目前，攻關主要是在高功率下怎樣獲得高光束質量和高峰值功率，以便取得更好的切割質量。

綜上所述，還需要加強激光切割技術研究。對現(xiàn)有的激光切割系統(tǒng)進行二次開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，提供性能好、價格便宜的數(shù)控高功率二氧化碳激光切割機，并開展相應的激光器和切割工藝的研究，使該工藝廣泛用于材料加工、汽車、航天及造船等領域，并重點在激光器外圍裝置，如導光系統(tǒng)、過程監(jiān)測和控制、噴嘴、浮動裝置的設計和研制以及CAD/CAM等方面開展工作。

2、激光焊接產(chǎn)業(yè)鏈

激光焊接是在激光加工中應用較早和發(fā)展相對成熟的產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)應用于汽車車身厚薄板、汽車零件、鋰電池、心臟起搏器、首飾、密封繼電器等密封器件以及各種不允許焊接污染和變形的器件焊接。目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器、光纖耦合半導體激光器和光纖激光器。值得一提的是用光纖耦合半導體激光器直接用于金屬和非金屬的焊接，大大提高了焊接效率，減少了投資成本。

從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來說，激光焊接應用主要包括激光焊接工藝和激光焊接機。激光焊接工藝比切割工藝復雜，焊接質量不僅與激光器參數(shù)相關，也與激光焊接參數(shù)息息相關。同一臺激光焊接機，使用不同的參數(shù)所達到的焊接效果可能天壤之別。

現(xiàn)在對激光焊接質量在線檢測與控制已有研究，利用等離子體的光、聲、電荷信號對激光焊接過程進行檢測，近年來已成為國內(nèi)外研究的熱點，少數(shù)研究成果已達到了閉環(huán)控制的程度。

激光焊接機由三大部分組成：焊接機系統(tǒng)、激光器和激光配件。焊接機系統(tǒng)主要包括導光和焦距系統(tǒng)、移動和控制系統(tǒng)等，目前這些系統(tǒng)無論是二氧化碳還是固體激光系統(tǒng)都發(fā)展很成熟，激光設備廠家的集成能力也很強，典型廠家有楚天激光、團結激光、廣州瑞通、世紀華天等，還有大量的激光焊接機出口，特別是在首飾行業(yè)廣泛應用的點焊機出口量很大。

在激光器方面，脈沖固體激光器和橫流二氧化碳激光器全部是國產(chǎn)的，并且質量也達到工業(yè)化的要求，典型廠家有團結激光、金石凱、沈陽新大陸、新特光電等，高功率軸流二氧化碳激光器、光纖耦合半導體激光器和高功率光纖激光器則基本依耐進口。

焊接用固體激光配件方面，激光電源、泵浦腔、激光燈、光學元器件、制冷系統(tǒng)、移動電機和控制等技術發(fā)展都很成熟，以國產(chǎn)器件為主，典型廠家有武漢中谷、新特光電、華澤宏大等。

從發(fā)展角度來看，應該重點研究激光焊接用的高功率固體激光器、高功率半導體激光器和高功率光纖激光器，同時加強激光焊接工藝及材料、焊接工藝對設備要求及焊接過程參數(shù)監(jiān)測和控制技術研究，從而掌握普通鋼材、有色金屬及特殊鋼材的焊接工藝。

3、激光打標產(chǎn)業(yè)鏈

激光打標在我國是第一大激光加工設備產(chǎn)業(yè)，使用最廣泛，設備也是最多，生產(chǎn)廠家也特別多，幾乎所有的激光公司都生產(chǎn)或組裝激光打標機。大族激光是以打標機為主打產(chǎn)品的上市公司，也是全球最大的打標機生產(chǎn)企業(yè)，其中半數(shù)產(chǎn)品出口。所以說我國是打標機生產(chǎn)和使用強國。

激光打標產(chǎn)業(yè)鏈包括激光打標機和打標工藝兩個方面，相對來說，打標工藝比切割和焊接要簡單一些，但如果是紫外激光打標和彩色激光打標就不容易了，打標機理也比較復雜。通常打標都是雕刻深度或熱效應與本色材料形成反差而出現(xiàn)標記，更多的是物理變化。

我國制造打標機系統(tǒng)的技術相當成熟，并且出現(xiàn)了很多分工協(xié)作的跡象，形成各種與打標機生產(chǎn)企業(yè)配套的專業(yè)上游的配件公司，如激光電源公司專業(yè)生產(chǎn)燈電源、半導體激光電源、Q開關電源，光學公司生產(chǎn)鏡片、擴束鏡、場鏡，電機公司專業(yè)生產(chǎn)振鏡、振鏡驅動卡，軟件公司專業(yè)生產(chǎn)激光打標軟件和控制接口，機加工公司專業(yè)生產(chǎn)機柜、精密機械零件，也有提供全套打標機配件的一站式專業(yè)配套配件公司。

打標機里用的激光器品種很多，氣體激光器有脈沖二氧化碳激光器、連續(xù)波二氧化碳激光器、準分子激光器等，但主要是連續(xù)波二氧化碳激光器。我國自己生產(chǎn)的激光器基本上都是直流激勵的玻璃管二氧化碳激光器，其優(yōu)勢是成本低，但是光束質量和使用壽命都存在問題，但該激光器大量用于激光醫(yī)療，基本滿足激光醫(yī)療的要求。射頻激勵的二氧化碳激光器基本上都是進口，以Coherent、Synrad和Universal壟斷國內(nèi)市場，并且價格不低。

燈泵浦和半導體側泵固體激光器基本上以國產(chǎn)為主，相關配件如燈、棒、光學鏡片、泵浦腔、激光電源、Q開關電源、半導體激光電源等都是以國產(chǎn)為主，但聲光Q開關和泵浦腔里的陶瓷反射體以進口為主。

半導體端泵激光器中，1064nm和532nm波長激光器以國產(chǎn)為主，但355nm和266nm波長激光器以進口為主，聲光調(diào)Q激光器的聲光調(diào)制器和驅動器基本上也是以進口為主，并且以英國古奇產(chǎn)品壟斷國內(nèi)市場。另外還有TEA脈沖二氧化碳激光器和準分子激光器用來掩模打標，但量小，沒有形成氣候。

《2023年版激光產(chǎn)業(yè)規(guī)劃專項研究報告》由中研普華激光行業(yè)分析專家領銜撰寫，主要分析了激光行業(yè)的市場規(guī)模、發(fā)展現(xiàn)狀與投資前景，同時對激光行業(yè)的未來發(fā)展做出科學的趨勢預測和專業(yè)的激光行業(yè)數(shù)據(jù)分析，幫助客戶評估激光行業(yè)投資價值。

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  2023年版激光產(chǎn)業(yè)規(guī)劃專項研究報告

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