国内外工业激光市场特点及趋势分析

时间:2012-12-19 17:42来源:中国行业研究网作者:kelly 点击:
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摘要:近年来很多激光设备已经逐步实现国产化,但是依然还受到多方面技术不成熟的制约,还无法完全满足我国激光加工市场的广大市场需求。纵观激光产业,我国还处于产业链的低端,在多重因素的影响下,又受制于核心技术储备的严重不足,自主创新能力偏弱。技术的创新才是产业发展的动力源泉。

关键字:激光,激光器,激光应用

  随着激光技术的不断发展,激光应用已经渗透到科研、产业的各个方面,在汽车制造、航空航天、钢铁、金属加工、冶金、太阳能以及医疗设备等领域都起到重要作用。激光产业在我国发展了五十多年,已经与多个学科形成了不同类型技术应用,比如光电技术,激光医疗与生物光子学、激光加工技术、激光检测与计量技术、激光全息技术、激光光谱分析技术、非线性光学、超快激光学、激光化学、量子光学、激光雷达、激光制导、激光分离同位素、激光可控核聚变、激光武器等。

  近年来很多激光设备已经逐步实现国产化,但是依然还受到多方面技术不成熟的制约,还无法完全满足我国激光加工市场的广大市场需求。纵观激光产业,我国还处于产业链的低端,在多重因素的影响下,又受制于核心技术储备的严重不足,自主创新能力偏弱。技术的创新才是产业发展的动力源泉。

  从激光技术研发实力来看,日本和美国的企业在光电子技术方面位居前两位,在激光医疗及激光检测方面则是美国稳居首位,而在激光材料加工设备方面则是德国排名第一。全球激光器市场可划分为三大区域:美国(包括北美)占55%,欧洲站22%,日本及太平洋地区占23%。

  国际主要的激光企业:

  一美国

  1.相干(Coherent)公司

  相干公司成立于1966年,是世界第一大激光器及相关光电子产品生产商,产品服务于科研、医疗、工业加工等多个行业;秉承40年的激光制造经验和创新精神,致力于提供一流的商业化激光器,促进科学研究不断进步、生产制造行业生产力和加工精度的不断提高;其全球化的销售、客户服务和技术支持网络更为客户提供全球范围内的合作和服务。

  相干公司能够提供更全面的激光器和激光参数测量产品,包括:氩/氪离子激光器、CO2激光器(10.6μm、9.4μm、调Q、可调谐、单频、THz源)、半导体激光器(375nm、405nm、635nm、780-980nm)、钛宝石连续可调谐激光器、准分子激光器、脉冲染料激光器、钛宝石超快激光器及放大器、半导体泵浦固体激光器(1064nm、532nm、355nm、266nm)、功率计、能量计、光束质量分析仪和波长计等。

  相干公司现在是最全面的超快激光器系统供应商,提供从振荡级、放大器、OPA、泵浦源到特殊制造的TW激光器等一系列超快激光器产品,脉冲宽度最窄到20fs;峰值功率最高可达100TW;单脉冲能量最高可达到5J。

  2.IPG激光

  全球最大的光纤激光制造商,其生产的高效光纤激光器、光纤放大器以及拉曼激光的技术均走在世界的前端。

  IPGPHOTONICSCORPORATION始创于1990年,是全球最大的光纤激光制造商,总部设在美国东部麻省,拥有国际领先水平的光纤激光研发中心,主要生产基地分布在德国、美国、俄罗斯、意大利;销售及服务机构分布在中国、英国、印度、日本、南韩。

  IPG光子的高、中、低功率激光器和放大器产品被广泛地用于材料加工、通信、医学和高端领域。

  3.恩耐(Nlight)公司

  世界领先的半导体激光器和光纤解决方案的提供商,在半导体激光器芯片和光纤耦合封装方面具有很强的优势,产品主要应用于材料加工、医疗、防御、半导体、太阳能和消费领域。

  nLightPhotonicsCorporation始建于2000年,总部设在美国华盛顿州温哥华市,是世界领先的高功率半导体激光器专业厂家。

  4.理波(Newport)

  全球领先的光子学先进技术产品和系统的解决方案提供者,提供高质量的超快激光器、大能量脉冲激光器、连续可调谐、超窄线宽激光器以及工业激光器。

  美国理波公司(NewportCorporation)是全球领先的光电子先进技术产品和系统的解决方案提供者,整合旗下Corion、NewFocus、OrielInstruments、RichardsonGratings和Spectra-PhysicsLaser子公司,供应客户各类光源、光电仪器、光电调制器、激光器、光学平台、亚微米定位系统、光学机械构件、震动隔离、光学元件、光学量测计等光电科技产品。

  5.II-VI

  II-VI股份有限公司,是一家全球领先的工程材料和光电元器件公司,成立于1971年,总部设在美国宾夕法尼亚州国际领先的激光元器件制造商。其专注于红外和CO2激光光学元件和材料。

  6.科医人(LUMENIS)医疗激光公司

  创立于1966年,是全球最大的激光制造厂,一直是医用激光领域的先驱。

  公司主要产品系列:

  美容:LightsheerDuet月光真空脱毛、Encore超脉冲点阵王、LumenisOne王者风范多用途医学美容平台、Aluma阿璐玛祛皱紧肤治疗系统、Lightsheer新型半导体激光脱毛、Quantum炫彩光子美容治疗设备等。

  眼科:NovusVaria固体多波长眼底激光系统和NovusSpectra高功率532激光系统等。

  外科:贝多芬智能激光系统、PowerSuiteplus100W钬星和PowerSuite60W碎石星等。

  7.美国激光技术公司

  美国激光技术公司(LaserTechnologyInc.简称LTI)一直致力科技革新,提供高质量的激光仪器。自1985年成立以来,便成为激光测量技术领域中的领导者,美国激光技术公司不仅是全球首家生产商业性的激光测速仪器的企业,更成为美国太空总署特制空间站靠泊系统的供货商。

  激光技术(亚洲)有限公司专营LTI激光测距、测速等仪器的销售工作及服务,提供不同行业应用的专业知识及技术支持。LTI主要产品包括:Impulse英柏斯手提激光测距仪、TruPulse图柏斯手提激光测距仪、MapStar地图星水平角度编码器、UniversalLaserSensor(ULS)连续多功能测距仪、LTI20-20UltraLyte欧测利手提激光测速仪,MicroDigi-CamMDC全自动彩色微型测速摄录系统等等,在多个专业的行业广泛应用。

  8.美国LaserOperationsLLC公司

  激光器产品的集成生产制造商,高功率半导体激光器的领导厂商,产品广泛应用于国防、工业、消费电子及医疗领域。

  二德国

  1.通快(Trumpf)激光

  1923年成立至今,在工业用激光及激光系统领域是技术及市场的全球领导者。

  通快集团是全球制造技术领域的领导企业之一。从加工金属薄板和材料的机床,到激光技术、电子和医疗技术,通快正以不断的创新引导着技术发展趋势。通快正在建立新的技术标准,同时致力于开辟更新更多的产品给广大用户。产品如钣金加工,包括激光切割,折弯,冲床和OEM激光器。

  通快(中国)有限公司是通快集团下属的五十多个子公司之一,自2000年开始在中国的直接投资,先后在江苏太仓与广东东莞投资了四家生产化企业,生产数控钣金加工机床与医疗设备等。通快集团总部在德国迪琴根具有80多年的机床生产历史,是全球制造技术领域的领导企业之一。从加工金属薄板和材料的机床,到激光技术、电子和医疗技术,通快正以不断的创新引导着技术发展趋势。通快正在建立新的技术标准,同时致力于开辟更新更多的产品给广大用户。

  2.罗芬(Rofin)激光

  世界上最大的工业激光器研发、制造厂商,是全球工业材料加工用激光器及激光加工系统的领导者。主要研发、生产代表世界最高水平的各种类型工业固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器、激光打标系统、激光雕刻系统、精密激光加工系统等设备。产品广泛应用于汽车工程、飞机制造和造船、电子工程,半导体生产、纺织工业、包装或塑料技术领域,以及医学工程、珠宝业和牙科实验室。

  Rofin集团是全球工业材料加工用激光器及激光加工系统的领导者,自1975年设立以来,已在全世界安装各类激光器及激光加工系统33000余台套,现拥有员工1700余名,在全球50多个国家和地区设立了营销与技术服务分支机构。

  3.帝纳斯半导体激光公司

  半导体激光器技术的领导者和规模最大的高功率半导体激光器公司。

  德国DILAS半导体激光有限公司是全球领先的半导体激光器模块和激光二极管模块公司,用于固体激光器及光纤激光器泵浦源,一直致力于为工业制造、国防、印刷、医疗以及科研市场提供最先进的产品和技术。DILAS的一贯宗旨是最新、最好、最多,真诚为全球客户提供高功率、高性能、高亮度半导体激光器件以及光纤耦合半导体激光产品。

  德国DILAS生产高功率半导体激光器器件和系统,功率高、寿命长、波长全、式样多。基于非常丰富的半导体激光应用经验,DILAS能够为客户提供光纤耦合,直接光束输出等全面的激光器解决方案。

  4.PRECITEC公司

  专注于激光切割头、激光加工头。

  5.HIGHYAG激光技术公司

  一直致力于大功率的激光传输和加工方案的开发,产品包括模块化的激光焊接和切割加工头;激光传输光纤及分光系统。

  6.InnoLas公司

  产品包括各类系统,激光微加工设备,还有科研脉冲灯甭Nd:纳秒激光器。

  三日本

  1.三菱重工

  集团旗下公司与日本业创造研究所联合制造大功率一氧化碳激光器。

  2.川崎重工

  与日本业创造研究所联合制造高功率的碘激光器。

  3.三洋、索尼、日立

  主要生产激光光头。

  国外工业激光发展特点:

  激光工业装备制造企业由研究型的单台特种设备制造企业,发展到标准化、规模化生产的跨国公司。国外许多知名激光企业均通过兼并重组快速发展壮大。德国通快公司(Trumpf)通过兼并、重组,成为拥有7家从事激光产品生产的企业,成为当今世界上激光装备制造产业的霸主。美国相干公司(Coherent)在2001年初将医疗激光集团出售给以色列ESC/Sharplan公司后,购买了几家从事工业激光产品制造的公司,专著于工业激光领域的技术研究和产品开发。这些大型企业的形成,一方面推动了激光应用技术与产业走向新的发展阶段,另一方面也表明这些厂商正在谋求规模化发展,提升激光设备的性能价格比,以便垄断市场。

  国外工业激光的发展趋势体现在以下几个方面:

  (1)鲜明的产品差异化特色,核心竞争力明显鲜明的差异化产品特色也成为国外著名激光企业的核心竞争力。典型代表有:德国Trumpf公司生产的高功率轴快流CO2激光器和碟片激光器及其加工系统、德国Rofin公司生产的板条激光器、Synrad公司的射频激励连续中小功率激光器、Coherent公司的射频激励脉冲中小功率激光、美国PRC公司的轴流CO2激光器、IPG公司的光纤激光。

  (2)新的应用领域不断拓展延伸发达国家激光技术新应用开发速度惊人,它们在主要的大型制造业,如汽车、电子、机械、航空、钢铁等行业中基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代,进入“光制造”时代。由于激光具有高的时间及空间分辨率,在需要高度精密加工的场合得到进一步推广和应用,如电子、半导体、微纳机械制造、生物、环保等行业。

  (3)产业链专业分工越来越细国外激光产业发展的一个显著特点是产业链专业化分工越来越明细,相关器件达到了同行业最高水平,打造了一个完善的激光产业链。

  美国的II-VI公司和德国的Kugler公司成为激光器光学镜片的著名专业供应商,产品覆盖全球。

  德国Fraunhofer、Nutech研究所、汉诺威激光研究所、慕尼黑技术大学的IWB研究所是国际上进行激光技术应用开拓研究的专业机构,其研究开发的激光切割、焊接、熔覆、激光再制造等方面的工艺成果已广泛应用在奔驰、宝马、奥迪、大众等汽车公司和空客飞机公司。

  德国Trumpf公司的系列轴快流CO2激光器产品中的射频电源和Rofin公司系列板条CO2激光器中射频电源、美国PNA公司CP系列激光器中的高压开关电源均由专门的电源公司为其提供。随着半导体激光器的普及,也诞生了Lumonics等几家著名的电源专业配套公司。

  德国Precitec、HighYAG、LaserMech、Laserline、Fraunhofer和Scansonic专等专业公司开发的激光切割头、焊接头和专用熔覆头成为各激光加工装备制造商的首选核心器件。

  德国Siemens、日本Fanuc和西班牙Fago等专业公司开发的激光加工数控系统成为激光加工装备制造行业的垄断产品。

  (4)传统激光器向高功率发展,新型激光器不断涌现随着技术的进步和对高效率和高利润的不断追求,传统的气体和固体激光器逐渐向更高的功率和更高的性价比方向发展。如德国Trumpf推出的万瓦级轴快流CO2激光五轴切割、焊接和表面处理系统是这一发展趋势的典型代表。

  美国、德国和日本成为新型激光器研发的主力军,新型激光器也成为推动激光产业发展壮大的核心。光纤激光器、半导体激光器、紫外激光器等新型激光器产品相继出现并日趋成熟。主要发展方向是高功率、高光束质量、高可靠性、高智能化、固态化和低成本。高亮度大功率半导体泵浦固态激光器、紫外激光器、超短脉宽固体激光器(皮秒和飞秒)成为未来新型激光器发展的重点。

  国内工业激光现状与发展趋势

  我国激光技术研究与国外同时起步,是当时与国外技术差距最小的高科技领域。在国家“六五”至“十一五”科技项目的支持下,逐步形成了以华中科技大学和中科院四大光机为典型代表的研究机构,在激光器的一些核心技术研发上已形成较全面的技术成果,形成了5个国家级的激光技术研究中心。其中,激光技术国家重点实验室、激光加工国家工程研究中心、武汉光电国家实验室(筹)和最早开设激光学科的华中科技大学均坐落在武汉,成为我国激光技术的发源地。

  我国激光加工产业一直呈指数增长,目前我国已经形成华中、珠三角、长三角、环渤海四大激光产业带,有21个省市、地区生产和销售激光设备,常年有定型产品生产和销售,并形成一定规模的企业有200家左右,以激光产品为主业的上市公司有两家。2008年全国激光产业销售总额达到了80亿元。

  中国工业激光的发展也正在紧跟国际发展的趋势,主要体现在:

  (1)通过上市融资,龙头企业正在形成中国第一个以工业激光为主打产品的上市公司是华工科技股份责任公司,2005年深圳大族激光公司紧跟着成为第二家工业激光上市企业。华工科技以生产高端的激光工业设备为主,大族激光以生产量大面广的低端激光工业设备为主。但大族激光通过2008年再次融资9亿元,目前正在向高端激光工业设备进军。2009年华工科技股份责任公司也实现了再次融资4.58亿元,将主要投向5个项目:高档数控等离子切割机生产线建设项目、先进固体激光器产业化项目、激光特种制造装备、半导体材料激光精密制造装备以及激光加工工艺研发中心建设项目。

  (2)走国际合作道路和引进高层次人才,核心竞争力正在形成为应对市场竞争,中国工业激光企业必须形成自己的核心竞争力,以抗衡国外激光工业设备大量进入中国的现状。深圳大族激光公司正在建设激光研究院,聘请国内外知名激光专家进行研究工作,并聘用了曾在德国Rofin公司长期工作的吕启涛博士为公司的技术老总。华工科技公司也引进了阎大鹏博士,开发生产出了光纤激光器。武汉法利莱激光公司收购了澳大利亚激光企业,提升了激光切割机的技术水平。武汉华俄激光公司引进了俄罗斯的固体激光切割机技术,在国内首次成立了中俄合资的激光公司。

  (3)国民经济支柱行业正在加大使用激光制造设备的力度武汉钢铁公司正在建设“激光加工工艺研究中心”,并与激光企业联合开发激光冷轧板拼焊设备、东风汽车公司越来越重视轿车车身的激光焊接、南车集团也开始将激光设备用于火车制造、武昌造船厂已购买多台激光切割机。

  (4)中国激光产业链正在形成随着市场的不断扩大,中国激光企业正在寻求自身的定位,逐步在形成产业链。如北京卓立汉光专门生产激光调节支架、广东许多中小企业专门生产激光设备的机箱、河南南阳生产气体激光器的风机、湖北老河口生产大型激光工作台、成都东骏激光公司专门生产固体激光晶体。

  (5)新一代工业激光器正在受到激光企业的重视为在竞争中立于不败之地,国内龙头企业正在开发新一代工业激光器及其应用装备:光纤激光器、紫外激光器及其精密加工设备、大功率半导体激光器及其焊接、热处理设备、高功率碟片激光器及其焊接设备、高功率气体激光器及其切焊组合设备等。

  总之,随着中国由制造业大国向制造业强国转变,激光加工技术越来越受到制造业的重视,国内大型、重型企业也越来越关注激光加工设备的进展,中国激光加工行业的明天一定非常光明。

【激光网激光门户网综合报道】( 责任编辑:光粒网 )
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