【MFC推荐】超详细!一文了解激光切割设备行业发展现状

金属板材成形之家 2024-03-15 09:33:24

激光切割设备行业属于技术密集型、科技创新型产业,涉及激光光学、电子技术、计算机软件开发、电力电源、工业控制、机械设计及制造等多个学科的专业知识和技术。

上游行业发展状况

上游行业中,光学部件制造业行业集中度较高。我国激光行业发展初期,光学部件生产的核心技术主要由海外厂商掌握;近十年,我国激光产业上游技术、产品研发能力逐步增强,激光加工设备的关键零部件国产化率日益提升,使得部分关键零部件采购成本下降,从而降低激光切割设备的生产成本,促进了激光切割设备行业发展。以激光器为例,当前光纤激光器是激光切割设备领域最主要的激光器品种,国产光纤激光器企业实现技术突破后,快速抢占国外厂商市场份额,使得中国市场光纤激光器价格得到进一步下降,光纤激光切割设备凭借价格优势加快对下游行业渗透。

下游行业发展状况

激光切割设备下游应用广泛而分散,从3C电子到工业加工,再到轨道交通、航空航天,都对激光切割设备具有较大的市场需求。下游行业对激光切割设备制造业的发展有明显的牵引和驱动作用,因此下游行业的发展状况直接影响到激光切割设备行业的市场空间。多年来,国家推出的多项产业政策推动了传统行业技术改造和产业结构调整,为下游行业的转型和发展提供了良好的政策支持,亦为激光切割设备行业提供了市场扩大的机遇。同时,工业4.0革命在全球兴起,带动制造业升级,进一步促进了激光切割设备制造业的发展。

激光加工设备行业产业链如下图所示:

平面光纤激光切割机

平面光纤激光切割机一般利用光纤激光器、自动调焦切割头、切割控制系统、空气切割等技术实现对平面金属板材的切割。公司平面光纤激光切割机产品主要面向精密器械、汽车配件、厨卫五金、电子电气、智能家居等行业,可以实现对不同大小、不同厚度金属板材的切割。

专业光纤激光切管机

专业光纤激光切管机一般利用光纤激光器、自动调焦切割头、管材专用切割控制系统、空气切割、管材飞行切割、跨平面空间蛙跳等技术实现对金属管材的切割。公司专业光纤激光切管机产品主要面向农业机械、工业机械、家具、健身器材等行业,可以实现小型管、中型管、大型管、超重型管材的切割。

板管光纤激光切割机

板管光纤激光切割机结合平面光纤激光切割机、专业光纤激光切管机的技术和功能,可以实现对金属板材和金属管材的切割,提供多样化的功能和应用方案。公司板管光纤激光切割机产品主要面向重工、工程机械、灯饰、家具、建筑、厨具、卫浴、健身器材等行业。

激光加工设备行业概况

随着全球经济的回暖,制造业投资明显加速,激光设备、工业自动化等行业景气度不断提升,激光加工技术凭借速度快、精度高、加工质量好等优势逐步替代传统加工手段,成为国家重点支持和推动应用的高新技术之一。随着智能制造的加速推进及技术的不断发展,激光加工技术下游应用深度和广度将得到进一步的扩展。

(1)激光技术凭借能量密度高、方向性好、电光效率高、可控性强等优势,成为智能工业时代的核心技术之一

激光技术是现代高科技领域的重要基础性技术,具有强度高、单色性好、相干性好、方向性好等特点。激光技术广泛应用于两大场景,一是能量激光,即激光凭借极高能量密度的特性在材料加工、武器、医疗等领域的应用;二是信息激光,即激光因单色性、方向性好,应用于信息传递(光通信)及距离测量(光测量),与传统的电通信相比,光通信具有容量大、距离长、保密性好、重量轻等优点。

其中,在能量激光应用领域,激光具有良好的空间控制性和时间控制性,可加工的材料材质、形状、尺寸,以及加工环境范围较大,因此激光高度适合自动化精密加工,尤其是激光加工系统可与计算机数控技术相结合,构建成为高端自动化智能加工设备。当前中国制造2025的战略背景下传统工业制造业转型升级的重要方向之一就是在效率提升的同时,实现向附加值更高、技术壁垒更高的高端精密加工转变。

因此,以激光技术为核心的加工设备,正与工业机器人、高端机床、半导体、航天航空等高端装备一起成为我国制造业实现智能制造转型升级的重要载体。

(2)激光加工技术的多重优势顺应智能制造、精密制造的大潮流,正快速替代传统加工技术

与传统加工方式相比,激光加工有着高效率、高精度、低能耗、材料变形小、易控制等优点,更加顺应智能制造、精密制造的大潮流,快速渗透至传统制造业,大幅提升了传统工业的生产效率。

从具体加工应用领域来看,激光加工应用可细分为激光切割、激光焊接、激光打标、激光雕刻、激光打孔、激光表面处理等,激光加工技术在不同领域的技术原理及特点较为突出,优势明显。

凭借这些优势,激光加工技术在各细分领域正逐步替代传统的喷码印刷、金属模具钢蚀刻、机械切割工艺等技术,广泛应用于材料加工与光刻、通信与光存储、科研与军事、仪器与传感器、医疗与美容、娱乐、显示与打印领域。未来随着激光加工设备成本的进一步降低,激光加工对传统加工替代趋势将更加明显。

(3)经过多年的发展,激光加工行业已经形成了较为庞大的产业链,下游应用领域广泛

从产业链环节看,经过多年的发展,激光加工行业已经形成较为完备的产业链分布,行业上游主要包括光学材料及元器件、设备相关零部件、运动控制系统激光器、激光头等,其中,激光器是产生激光的核心单元,是激光加工设备的核心零部件,在激光加工设备中价值占比较高;行业中游为激光切割、激光焊接和激光打标等激光加工设备;行业下游是激光加工设备的应用行业,涵盖范围相当广泛,涉及材料加工与光刻、通信与光存储、科研与军事、仪器与传感器、医疗与美容、娱乐、显示与打印领域。

(4)激光技术以及下游应用市场的发展,推动激光加工设备行业持续高速增长

激光加工技术发展迅速,尤其是激光加工设备核心部件激光器技术迅速迭代,带动激光器功率不断提高、成本持续降低,激光加工设备的可加工材料范围不断扩充、加工质量和加工效率不断提高。

上述技术发展有效促进了激光加工市场的发展:一是扩大了激光加工设备的应用领域,推动下游市场范围不断扩大;二是降低了激光加工设备的价格,使得更多下游制造厂商能够承担设备的价款,客户群体不断扩大;三是随着激光加工工艺的不断发展,其对传统的工艺技术替代效应不断增长,使用传统设备的下游厂商逐步改换激光加工设备;四是激光加工设备不断迭代升级,促进下游升级换代市场的发展。

同时,激光加工设备下游应用广泛而分散,涉及多个国民经济重点领域,下游行业对激光加工设备制造业的发展有明显的牵引和驱动作用。随着国民经济的发展,激光加工设备下游市场发展迅速,激光加工设备需求旺盛。

激光技术以及下游应用市场的发展,推动我国激光加工市场规模不断增大,连续多年保持较高的增速。根据《2021中国激光产业发展报告》《2022中国激光产业发展报告》,激光设备市场规模从2015年的345亿元增长至2021年的821亿元。

激光切割已成为激光加工中发展较为成熟且应用较广的技术

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射被加工材料,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开的效果。相比其他切割方式,激光切割具备切割质量好、切割效率高、切割速度快等多方面的优势,可显著提升加工效率。正是这些优势,使得激光切割成为激光加工中发展较为成熟且应用较广的一种新技术。

激光切割技术可加工材料包括金属、塑料、玻璃、陶瓷、半导体、纺织品、木材和纸质等。激光切割设备应用领域广泛,我国激光切割设备下游主要包括工业加工、通信存储、医疗美容等,其中,高功率激光切割设备在工业零部件、重型机械等行业应用较广。未来随着工业智能化趋势、精密化加工趋势,家用电器、3C产业、机械设备、新能源汽车等加工领域对激光切割的需求将迅猛发展,使得激光切割技术在工业领域的应用得到更全面的推广。

激光切割市场发展迅速,已经成为激光加工领域的第一大细分市场

随着中国经济的发展与国家战略的深入实施,制造业对自动化、智能化生产模式的需求日益增长,中国激光切割产业也逐渐驶入高速发展期。受益于各类金属及非金属部件加工的旺盛需求、激光切割技术的进步,国内激光切割设备市场迎来持续稳定的增长。

根据《2022中国激光产业发展报告》数据,2021年我国激光切割设备行业市场规模达到280亿元,同比增长6.6%;激光切割已成为激光加工领域的第一大应用,2021年中国激光切割设备市场规模占中国激光设备市场规模比例达34%。随着国内经济复苏、传统制造业技术更新升级、激光技术的发展与成本的降低,各行各业对激光切割设备的需求不断提高,激光切割设备市场将迎来进一步的增长。

下游行业应用市场的拓展加速,使得激光切割成为激光加工领域的第一大应用,占比由2018年的35%提升至2020年的41%,增长迅速,并有望持续保持。

激光切割设备销量增长快速,高功率激光切割设备销量占比稳步提升

中国制造业的快速发展,传统工业制造技术的更新升级,带动了各个行业对激光切割设备的需求,大幅促进了激光切割设备的销量增长。其中,中低功率激光切割设备市场销售规模持续保持较高的增长速度,并已实现较高的国产化率。同时,随着激光切割技术的不断成熟,国内众多激光切割设备企业陆续推出了万瓦级高功率光纤激光器,高功能激光切割设备开始呈现出较为强劲的增长趋势,销量和占比快速提升,有望成为行业未来主要增长点。

根据《2021中国激光产业发展报告》数据,2020年中功率(<3kW光纤+YAG)和高功率(≥3kW光纤+CO2)激光切割设备销售数量同比分别增长23.5%、85.7%,高功率激光切割设备销量增速加快。

激光切割产业应用领域广泛

激光切割产业应用市场广泛,从3C电子到工业加工,再到轨道交通、航空航天,都对激光切割设备具有较大的市场需求。以功率段来看,1,000W以下的激光切割设备多用于半导体和3C电子领域的精密切割,1,000-6,000W的激光切割设备多用于五金、家电、机箱机柜等领域的薄板和中厚板切割,而6,000W以上多用于航空航天、轨道交通、石油管道等厚板切割。

激光切割产业集群化趋势明显,日益成熟的配套产业为行业发展提供有力支撑

从激光切割企业的分布来看,激光切割产业集群趋势明显,主要集中在华中、环渤海、长三角、珠三角四个地区,其中以广东、浙江两省和武汉地区集中度最高。根据《2021中国激光产业发展报告》数据,上述四大区域激光切割设备厂商约占国内总市场80%的份额。产业区域的不断集中,使得我国华中地区、环渤海、长三角、珠三角地区逐步发展成为全球重要的激光切割产业基地,分布着大量的激光切割企业、激光研究机构和应用工厂,逐步形成激光基础材料、激光光学器件、激光器、激光切割设备、激光应用开发系统、公共服务平台等环节构成的较完整的产业链条,为激光切割设备企业的发展提供了良好的产业基础。

下游应用产业迭代快速,持续的技术创新成为激光切割设备行业的必然要求

随着我国经济的转型升级、产业技术的更新迭代,激光切割下游应用产业保持快速发展,精密器械、汽车配件、厨卫五金、电子电气、智能家居等行业将持续保持较高的景气度。上述产业迭代的快速,对加工方式、加工质量、加工效率也提出了更高的要求。激光切割设备行业是集知识资本、人力资本和产业资本高度聚合的行业,其未来可持续发展基础,核心来源于技术创新,并通过技术创新满足各行各业不断变化的加工要求,尤其是对高速、高精度、大幅面、多功能、高适应性等方向的要求。同时,激光切割也是一个高度开放和市场充分竞争的行业,行业内优质企业众多,通过技术创新提升产品质量、服务质量也是企业应对未来竞争的重要方式。

行业的未来发展前景及发展方向

1、高功率、高效率、高精度

随着激光行业的发展和下游产业的需求变化,中高功率的激光设备已经成为市场关注的热点,尤其是20kW乃至更高功率光纤激光切割机的涌现,推动激光工艺愈渐成熟,不断突破切割厚度极限。可以预计,随着我国激光切割设备的更新换代,高功率高速激光切割机将以其显著的效率、精度优势,进一步取代传统加工设备,大幅提高工业加工效率和品质。

2、数字化、智能化

数字经济时代,数字技术的发展极大地提升了生产与创新的效率,将激光技术与数控技术有效融合,激光切割设备将具备对切割流程进行分析、判断、推理以及决策的能力,从而实现制造设备各个部分的自动化与智能化。同时,激光行业的人力成本不断攀升、产业技术升级迭代,也促使激光切割设备需要向更高的自动化、智能化方向发展。可以预计,随着中国智能制造战略的快速推进,我国激光切割领域的数字化、智能化,将成为发展的必然趋势,高度智能化的多功能激光切割设备将不断涌现,并极大的提升工业加工的效率,实现高效的生产管理。

3、柔性化、集成化

智能制造时代,下游用户加工场景趋于多样化、复杂化,对激光加工设备的个性化需求日益增加,需要激光切割企业产品应用更为灵活,适用于不同的加工场景,满足客户多元化需求。因此,采用模块化设计,提高设备集成性、适应性、功能性,以实现消费者需求为导向的柔性化生产,将会成为未来激光切割设备行业的重要发展方向。

行业竞争

(1)大族激光

大族激光创立于1999年3月4日,主要从事激光加工设备的研发、生产和销售业务。大族激光于2004年6月25日于深交所主板上市。大族激光2023年6月末总资产为3,526,392.43万元,净资产为1,787,450.99万元,2022年营业收入为1,496,118.50万元,净利润为128,179.19万元。

(2)华工科技

华工科技创立于1999年7月28日,主要产品包括激光打标机、激光雕刻竹简、激光焊接机、激光加工机、激光切割机等。华工科技于2000年6月8日于深交所主板上市。华工科技2023年6月末总资产为1,745,842.82万元,净资产为874,890.09万元,2022年营业收入为1,201,102.88万元,净利润为89,056.64万元。

(3)亚威股份

亚威股份创立于2000年2月12日,主要从事金属成形机床业务、激光加工装备业务、智能制造解决方案业务等。亚威股份于2011年3月3日于深交所主板上市。亚威股份2023年6月末总资产为427,968.41万元,净资产为180,266.66万元,2022年营业收入为183,014.69万元,净利润为-17,027.84万元。

(4)海目星

海目星创立于2008年4月3日,主营从事消费电子、动力电池、钣金加工等行业激光及自动化设备的研发、设计、生产及销售业务,于2020年9月9日于上交所科创板上市。海目星2023年6月末总资产为1,017,280.85万元,净资产为213,087.39万元,2022年营业收入为410,541.55万元,净利润为37,549.32万元。

(5)德国通快

德国通快总部位于德国迪琴根,创立于1923年,至今已具有90多年的机床生产历史,是全球工业生产机床和激光领域的市场及技术领导者之一。随着市场的发展,历经多次转型革新,德国通快已由创立之初的一家机械厂成长为在全球约有13,500名员工的大型跨国企业集团。2021/22财年,德国通快销售额达到42.23亿欧元(约合人民币296亿元)。

(6)日本Amada

1946年,天田勇创立了天田制作所,即Amada,其最初主要从事钣金机械以及切削产品业务。如今,Amada已经成为专业生产钣金加工机械的大型跨国公司,旗下拥有多种钣金加工机械产品。2022年,Amada集团营收总额达3,656.87亿日元(约合人民币189亿元)。

(7)森峰科技

森峰科技创立于2007年5月10日,主营从事激光加工设备及智能制造生产线的研发、生产、销售及服务。森峰科技2022年末总资产为109,662.10万元,净资产为30,487.75万元,2022年营业收入为99,132.20万元,净利润为10,578.02万元。

(8)宏石激光

广东宏石激光技术股份有限公司(宏山激光)始创于2006年,是一家集金属成形装备研发、生产、销售于一体的工作母机类高新技术企业,致力于为全球用户提供金属成形装备解决方案。主要产品包括平面光纤激光切割机、专业光纤激光切管机、板管光纤激光切割机等。终端客户广泛分布于精密器械、汽车配件、厨卫五金、电子电气、智能家居等制造行业,客户数量众多且较为分散。

其中大族激光主营业务包括激光标记、激光切割、激光焊接设备、PCB专用设备、机器人、自动化设备的研发、生产、销售;华工科技致力于为激光制造加工提供解决方案,产品涵盖激光标记去除、焊接、切割、精细微加工设备等;海目星主要从事消费类电子、动力电池、钣金加工等行业的激光及自动化设备的研发、设计、生产及销售;

亚威股份主要从事金属成形机床业务、激光加工装备业务、智能制造解决方案业务,激光加工装备业务主要产品包括二维激光切割机、二维激光柔性切割单元、三维激光切割系统、激光切管设备、激光焊接系统及自动化成套生产线等;金运激光主要从事激光装备业务,主要产品包括光纤激光平板切割机、光纤激光管材切割机、激光焊接机、三维机械手激光切割机以及自动化产线系统解决方案等;森峰科技主要从事激光加工设备及智能制造生产线的研发、生产、销售及服务,主要产品覆盖激光切割设备、激光焊接设备、激光熔覆设备等加工设备。

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