中小功率激光切割行业分析报告文案.docx

1、中小功率激光切割行业分析报告文案中小功率激光切割行业分析报告一、行业基本概念1、激光加工（1）激光激光是指物质受激辐射而产生的光，激光具有良好的单色性、相干性和方向性，其特性用波长（）或者频率表示。激光产生应具备三个要素：具有亚稳态能级结构的激光介质，即激光工作物质；外界泵浦源，提供能量使上下能级间实现粒子数反转；激光谐振腔，提供正反馈，维持激光的振荡，同时提供激光的方向性。（2）激光加工激光加工是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料（包括金属与非金属）进行表面处理、切割、焊接、打孔及微加工等的一门加工技术，涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科。激光加工目前已成为一种新型制造技术和手段，被

2、誉为“永不磨损的万能加工工具”，广泛应用于服装家纺、广告工艺品、电子、汽车、机械制造、轻工、医疗器械、航空航天等领域。（3）激光加工的分类按照激光输出功率的高低，可将激光加工分为大功率激光加工和中小功率激光加工两种。激光加工按照不同的用途，可分为激光切割、激光打标、激光雕刻和激光焊接等几种。其中，激光切割是激光加工中发展最成熟、应用最广泛的激光加工技术之一。2、激光器激光器是产生、输出激光的器件，是激光及其技术应用的基础。（1）激光器的结构激光器主要由泵浦源（激励源）、激光工作物质和光学谐振腔三部分组成。泵浦源主要有光能源、电能源等，如泵浦灯、激光二极管（LD）等；激光工作物质主要有激光晶体、

3、半导体、二氧化碳、液体等；光学谐振腔由腔镜等激光光学镜片组成，能使受激辐射的光在光学谐振腔内多次往返、维持振荡，并最终实现激光输出。（2）激光器的分类按照激光工作物质类别的不同，可将激光器分为气体激光器、液体激光器、固体激光器等。目前广泛应用的主要为气体激光器及固体激光器。（3）气体激光器气体激光器是以二氧化碳、氦氖等气体作为激光工作物质的激光器。二氧化碳激光器因其效率高、光束质量好、功率范围大（几瓦至几万瓦）、能连续和脉冲输出、运行费用低等优点，成为气体激光器中最重要、应用最广泛的一种激光器。二氧化碳激光器输出的激光波长为10.6 微米，波长较长，与非金属材料的耦合效率高，易于非金属表面吸收

4、，广泛应用于服装家纺、广告工艺品、电子、印刷等非金属材料加工行业。此外，当气体激光器输出功率达到一定数值时，所产生的激光能量被金属材料吸收效果较好，因此大功率二氧化碳激光器设备也广泛应用于金属材料加工行业。（4）固体激光器固体激光器是以激光晶体等固体材料作为激光工作物质的激光器。固体激光器主要由激光工作物质（主要是激光晶体）、泵浦源、光学谐振腔等部分组成。固体激光器的泵浦源主要有灯泵浦、半导体激光泵浦、光纤泵浦等方式。固体激光器输出波长较短，与金属的耦合效率高，有利于金属表面吸收，对金属加工性能良好。因此固体激光器广泛应用于汽车、冶金、机械制造等金属加工领域。（5）中小功率二氧化碳激光器分类中

5、小功率二氧化碳激光器按照密封材料来划分，主要可分为玻璃管激光器与金属管激光器两种。玻璃管激光器的泵浦方式一般为直流激励方式，需较高的电源电压；金属管激光器的泵浦方式为射频激励方式，需较高的激励频率。玻璃管激光器的特点是价格低廉、更换方便，但使用寿命短、出光响应速度慢、工业化生产困难。金属管激光器是一种全金属化结构的激光器件，具有体积小、全封闭、稳定性强、寿命长、可靠性高、脉冲频率高、光束质量好，适合工业化生产等特点，是近年来工业激光市场上发展最为迅速的技术之一，其优越的技术性能增加了二氧化碳激光器作为生产工具的可能性，给激光加工带来了新的推动力。金属管激光器与玻璃管激光器相比，最突出优点在于：

6、电控制特性优良、使用寿命长、功率输出高且控制精确、加工对象广泛，为激光加工获得良好的质量提供了保障。对比如下：虽然金属管激光器相对于玻璃管激光器具有明显的性能优势，但制作金属管激光器的技术难度较大。二、行业情况1、行业管理体制情况本行业行政主管部门为国家商务部及其下属分支机构，由商务部会同国家其它有关部门制定相关的产业政策和行业发展战略，指导整个行业的协同有序发展。本行业的群众性学术组织为中国科学院组建的中国光学学会。本行业的协会组织为原电子工业部部分研究所发起的中国光学光电子行业协会。中国光学学会和中国光学光电子行业协会作为政府与企事业单位之间的桥梁与纽带，收集行业信息，进行产业发展的政策、

7、环境、技术和市场等方面的研究，为政府部门决策和制定产业政策提供参考；在政府授权下，在技术产品评测、行业标准制订等方面发挥作用；为会员提供信息咨询服务，协助会员解决在发展中遇到的难题。2、行业管理的主要政策激光加工技术在国民经济建设中正发挥着越来越重要的作用，我国对加快发展激光加工技术十分重视，制定并实施了一系列的优惠扶持政策。主要包括：国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020 年）中的第五部分列出了我国将重点发展的八项前沿技术，激光技术位列第七项。国家“十一五”规划（20062010 年）：激光技术一直受到国家发展规划支持。从“六五”到“十一五”规划期间国家都将激光技术列为专项，给予

8、了特别关注。规划指出：保持与国际先进水平同步的技术发展态势，重点突破若干关键技术，打破制约我国激光技术产业发展的瓶颈，形成具有竞争力的激光制造产业群体。以科技成果的转化、商品化为核心，重点解决激光单元器件、系统集成、加工工艺的核心关键技术问题。2000 年国务院颁布当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录，重点鼓励发展光机电一体化设备制造，并将大大促进激光设备的制备需求。2000 年以来，国务院先后制定的鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策、集成电路布图设计保护条例、计算机软件保护条例分别开始实施，对我国计算机软件和集成电路领域的知识产权保护起到了重要作用，有利于我国计算机软件和集成电路的

9、技术创新和自主知识产权开发，促进了激光设备相关软件产业的发展，也带动了激光设备产业的成长。2007 年1 月，国家发改委、科技部、商务部及国家知识产权局联合发布了当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007 年），激光加工技术及设备被列入先进制造领域，进行优先、重点发展。2007 年3 月，国务院发布国务院关于加快发展服务业的若干意见（国发20077 号），提出“加快从生产加工环节向自主研发、品牌营销等服务环节延伸，降低资源消耗，提高产品的附加值；鼓励发展专业化的科技研发、技术推广、工业设计和节能服务业。”该意见有利于具有绿色制造优势的激光设备产业的发展。2009 年2 月，国务院发布电子

10、信息产业调整和振兴规划，该规划提出要大力推动业务创新和服务模式创新，积极采用信息技术改造传统产业，以新应用带动新增长。该规划将促进与电子信息技术紧密结合的激光设备产业的发展，加快激光设备产品改造传统产业的步伐。2009 年5 月，国务院先后发布了装备制造业调整和振兴规划、轻工业调整和振兴规划和纺织工业调整和振兴规划，强调对装备制造业、轻工业与纺织工业装备自主化扶持，推进轻工机械、纺织机械一体化，加大技术改造投入力度，推广先进制造技术，转变产业发展方式，调整产业结构。上述规划有助于激光设备在轻工业和纺织工业等行业的加速推广。2009 年9 月，国务院发布了国务院关于进一步促进中小企业发展的若干意

11、见（国发200936 号），重点支持中小企业加快技术改造，促进高效节能环保产品、设备在中小企业的推广应用。广大中小企业在国家政策的扶持以及自身努力下逐渐崛起，将进一步扩大对节能环保的激光设备产品的市场需求。上述产业政策为我国高科技激光设备制造企业提供了良好的政策环境，有利于产业健康发展，尤其是有关振兴制造业、调整产业结构的政策，为激光加工技术应用带来了巨大的发展机遇。3、中小功率激光切割设备行业概况（1）激光设备行业市场概况1）全球激光设备市场分析激光在商业上的使用最早起源于美国。20 世纪80 年代以后，随着经济全球化的发展，越来越多的工业化国家发现激光加工在替代传统制造技术上有着巨大的潜在

12、需求，纷纷发展激光产业，日本及欧洲地区尤其是德国在激光产业上迅速崛起，激光的商用日趋广泛。据有关资料统计，在欧美工业发达国家中，有70%-90%的零部件的切割和焊接都是采用激光加工方式来完成。其后，发展中国家亦纷纷加大了对激光产业的研发投入，并在激光商用市场上占据越来越重要的位置。以中国为例，根据R&D和IEEESpectrum杂志报告，2008 年全球激光研发支出增长7.6%，其中中国增长了24%，远远超过美国3.7%的增长幅度，中国已经成为全球激光研发投入第三大国，仅次于美国和欧洲。近年来，亚洲地区尤其是日本及中国在激光产业的高速发展促使全球商用激光销售中心转移到亚洲地区。亚洲地区尤其是中

13、国市场传统制造技术的产业升级和结构调整的加速，加快了激光产业的发展。近十年来，随着激光加工技术的逐渐成熟，激光加工突出的优势在各行业的逐渐体现，全球激光设备制造业实现了较快的增长。根据工业激光解决方案（ILS）统计，2008 年全球激光设备销售规模约为63.6 亿美元，从2001 年到2008年的复合增长率达到13%。2009 年受全球经济危机影响，全球激光设备销售出现下滑，ILS 预计2010 年全球激光设备行业步入复苏阶段，销售额将实现小幅增长。2001-2008 年全球商用激光设备的销售情况如下图所示：根据工业激光解决方案(ILS)提供的数据，2008 年全球各类激光设备应用比例按数量统

14、计，激光主要应用于标记（含雕刻）及切割用途，这两种用途的激光产品占64%左右。2）我国激光设备市场分析近年来，我国加大了对激光加工技术产业化的实施力度，工业企业逐渐将激光设备引入生产以替代传统加工方式或增加新的工艺，推动了激光产业稳步发展。2001 年激光设备市场销售额仅为6.32 亿元，到2008 年已超过30 亿元，激光设备市场呈现出稳定、高速增长的态势。2001-2008 年我国激光设备销售统计如下图所示：上图显示，我国激光设备销售市场增速较快。2001-2008 年，我国激光设备销售市场复合增长率达到26.90%。根据Military&Aerospace杂志报告，2008年虽然全球商用

15、激光市场受到经济危机的影响仅增长了3.18%，但是中国市场仍实现了21.20%的增速，远高于同期全球市场。根据我国中小功率激光切割设备市场现状分析及预测，2008 年我国激光加工设备销售规模约33.5 亿元，其中，激光切割设备销售规模约为15 亿元，占激光加工设备总销售规模的45%。（2）中小功率激光切割设备市场发展简况中小功率激光切割设备一般包括玻璃管激光设备、金属管激光设备和固体激光设备三类。1）全球中小功率激光切割设备市场概况中小功率激光切割设备市场起步较晚，至20 世纪90 年代初，随着激光器的普及，中小功率激光切割设备应用范围逐渐扩大，目前已广泛应用于服装家纺、产业用纺织品、制鞋箱包

16、、广告工艺品、家俱装饰等众多传统行业，在太阳能行业中硅片的切割划片、平面显示行业中的ITO 导电玻璃切割等方面的应用亦得到快速增长，并逐渐渗透至金属精密加工、绝缘产品、金属制品远程身份识别等众多新兴行业。自2001 年以来，全球中小功率激光切割设备销售市场年均增长率约30%左右，发展迅速。2008 年全球中小功率激光切割设备约占全球激光产业份额的10%，市场规模约为6.4 亿美元。2009 年，受全球经济危机影响，中小功率激光切割设备市场增速有所放缓，市场规模约为6.83 亿美元。但随着全球经济的逐渐复苏以及中小功率激光切割设备应用普及率的提高，中小功率激光切割设备销售市场将进入加速增长期，预

17、计到2013 年，全球中小功率激光切割设备销售市场规模将达到17.30 亿美元，如下图所示：就全球而言，金属管激光设备普及度较高，是中小功率激光切割设备应用的主流。2009 年，金属管激光设备市场规模约占全球中小功率激光切割设备市场规模的64%，为4.4 亿美元，预计至2013 年，市场规模将突破11 亿美元。2）我国中小功率激光切割设备市场概况中国处于制造业产业升级的关键时期，传统生产工艺面临着升级换代的迫切需求。目前在服装家纺、包装印刷、家俱装饰等下游行业，激光设备的普及率尚不到2%，因此，这些下游行业的复苏、整合及产业升级将会给本行业带来巨大的市场需求。2008 年，我国中小功率激光切割

18、设备市场销售额约为4.02 亿元，约占激光设备市场销售总额的12%。受全球经济危机影响，2009 年我国中小功率激光切割设备市场增长速度放缓，销售额约4.49 亿元。随着中国制造业产业升级和技术改造的拉动，未来市场将加速增长，预计到2013 年，我国中小功率激光切割设备市场销售规模将达到13.04 亿元。如下图所示：我国玻璃管激光设备发展概况及市场规模目前，国内中小功率激光切割设备主要以玻璃管激光设备为主。2009 年，我国玻璃管激光设备市场规模约为3.83 亿元，占中小功率激光切割设备市场规模的85.35%。玻璃管激光器国产化程度高，价格相对较低、售后服务便捷，能很好的满足客户的普及性需求，

19、其设备是目前我国中小功率激光切割设备应用的主要产品，未来在下游行业应用的普及性需求层面，玻璃管激光设备仍将占据主要位置，预计到2013 年，我国玻璃管激光设备市场规模将达到10.34 亿元，占中小功率激光切割设备市场规模的79.31%，复合增长率达28.09%。我国金属管激光设备发展概况及市场规模2009 年，我国金属管激光设备市场规模约为5,400 万元，占中小功率激光切割设备市场规模的11.96%。国内金属管激光设备应用比重较低，与国际市场上金属管激光设备64%的市场规模有较大差距，主要是由于长期以来，国内金属管激光器的供应一直由国外厂商所垄断，一方面，金属管激光器价位较高（约为玻璃管激光

20、器价格的十倍以上），导致设备价格昂贵；另一方面，原厂返修费用高（2-4 万元/次）、送修周期长（2-3 个月），导致客户使用成本及维护成本较高。而玻璃管激光器国产化程度高，价格相对较低、售后服务便捷，能很好的满足客户的普及性需求。因此，国内企业立足于下游客户对中小功率激光切割设备尚处于逐步接受和普及的现状，一般主推玻璃管激光设备，在中高端应用领域对金属管激光设备则作适当的引导。随着中小功率激光切割设备应用逐渐普及，金属管激光设备面临着高速增长的市场契机，未来其应用比重将显著提高。其一，新的应用领域亦不断产生，如服装家纺、产业用纺织品等行业的高速切割，制鞋箱包、家俱装饰、广告工艺品等行业的动态雕

21、花，以及包装印刷等行业的激光打孔等，金属管激光设备可很好的满足上述新领域的应用要求；其二，下游客户的需求日趋精细和复杂，中高端客户群体不断扩大，对激光切割设备的性能也提出了更高的要求；其三，我国成功突破了金属管激光器的关键技术，为金属管激光设备的大规模推广扫清了障碍。预计到2013 年，我国金属管激光设备市场规模将达到2.2 亿元，占中小功率激光切割设备市场规模的16.92%，复合增长率达42.27%。我国固体激光设备发展概况及市场规模2009 年，我国固体激光设备市场规模约为1,200 万元，占中小功率激光切割设备市场规模的2.69%。固体激光设备可以很好应用于金属精密加工领域，未来将得到高

22、速发展。预计到2013 年，我国固体激光设备市场规模将达到4,900 万元，占中小功率激光切割设备市场规模的3.77%，复合增长率达42.03%。我国中小功率激光切割设备市场未来将呈现出如下产品应用结构：其一，在下游行业应用的普及性需求层面，玻璃管激光设备仍将占据主要位置；其二，在下游行业应用的新领域及中高端需求层面，随着批量化国产，金属管激光设备将实现超高速增长，并处于主导地位。此外，固体激光设备将在金属精密加工领域得到迅速发展。2009-2013 年，我国中小功率激光设备分产品发展态势如下：三、中小功率激光切割设备构成及产业链中小功率激光切割设备主要由光学系统、机械系统、电控系统和软件系统

23、组成。因此中小功率激光切割设备产业链中涉及上游产业主要包括光学仪器制造、机械制造、电子器件制造和软件等行业。其应用的下游行业主要包括服装家纺、制鞋箱包、产业用纺织品、家俱装饰、广告工艺品、塑料和橡胶、印刷包装、电子以及金属精密加工等行业。中小功率激光切割设备产业上下游关系如下图所示：1、中小功率激光切割设备的构成（1）光学系统中小功率激光切割设备中的光学系统由激光器、传导镜片、激光头、摄像头等构件组成。其中，激光器把电能转变成光能，并产生所需的激光束，为激光设备核心部件；传导镜片和激光头将激光引向聚焦物镜并聚焦在工件上，通过焦点位置调节，使激光束准确的聚焦在加工位置，再由机械系统实现激光加工。

24、此外，摄像头则负责扫描和识别样板的图案，配合机械系统，保证激光加工的成品完全符合样板的样式和要求。（2）机械系统中小功率激光切割设备中的机械系统由床身、工作平台、传动装置、排烟装置、输送料装置、冷却装置、辅助吹气装置等构件组成。其中，工作平台和传动装置为机械系统的重要部件。工作平台是被切割材料的承载介质，为排烟系统等部件的安装提供安装接口；传动装置接受控制系统的指令，完成激光加工所需的各种运动。排烟装置、输送料装置、冷却装置和辅助吹气装置构成辅助系统，辅助设备器件的正常工作。（3）电控系统中小功率激光切割设备中的电控系统由激光电源、开关电源、电机及驱动器、运动控制系统、光栅尺等构件组成。其中，

25、激光电源和运动控制系统是核心，其性能和特点决定整台激光设备的技术指标。激光电源可控制激光器的输出功率及调制频率等参数；运动控制系统对激光头的运动进行调速控制、限位保护、动态跟踪，保证激光头按照用户需要的轨迹，实现图形的切割和雕刻加工。（4）软件系统软件系统由用户界面、运动控制、通信管理、视觉管理等模块组成，实现排版、控制、诊断、复位及管理等功能。软件系统是用户对激光设备进行操作与指令控制的接口和桥梁，用以控制激光设备按照用户的要求正常工作。2、中小功率激光切割设备行业上游产业链情况（1）光学仪器制造业在光学仪器制造业中，除激光器制造行业集中度较高，主要被少数厂商所垄断外，传导镜片、激光头、摄像

26、头等制造行业竞争较为充分。在激光器制造行业，知名的激光器制造商不多。玻璃管激光器目前无法批量化工业生产，主要依靠手工完成，国内厂商数量较多，但规模较大的知名企业不多；金属管激光器目前主要由美国的相干公司（全球最大的激光器制造商）和新锐公司提供。（2）机械制造业在机械制造业中，国内生产企业众多，集中度较低，企业可以选择的面很广，在价格和供货量上不会受制于供应商。（3）电子器件制造业在电子器件制造业中，激光电源和运动控制系统制造行业的发展对本行业影响较大。本行业对激光电源要求较高，能满足本行业要求的上游电源制造企业较少。激光电源主要依靠自制，但目前可实现自制的企业较少。国内运动控制系统模块专业制造

27、商较多，市场竞争充分。本行业内具备较强实力的企业一般会通过整合上游产业链，掌握运动控制系统的开发技术，从而实现对激光设备和加工工艺的有效控制。（4）软件开发业激光通用软件制作商较为广泛，大部分激光设备厂商选择外购方式，通过直接购买第三方软件来配合整套激光设备的工作以减少运营成本。但由于中小功率激光切割行业尚处于成长初期阶段，行业应用广泛，客户个性化需求较强，许多行业应用软件只能通过激光企业自己开发设计。3、中小功率激光切割设备行业下游产业链应用中小功率激光切割设备可应用于各种非金属材料加工和金属材料精密加工领域，目前，已经在服装家纺、制鞋箱包、产业用纺织品、家俱装饰、广告工艺品以及金属精密加工

28、等行业均得到广泛应用。激光技术的出现及应用，改变了这些行业低效率、低附加值、低技术含量的传统加工生产模式，给这些行业带来巨大的活力。中小功率激光切割设备在有关行业的应用情况如下表：（1）服装家纺行业激光加工作为一种全新的加工方法，以其精确高效的加工、快捷简便的操作、高度的自动化程度，适应了人们日益提升的审美要求，满足了个性化需求，在服装家纺行业内得到越来越广泛的应用。1）布料激光裁剪裁剪是服装制作必不可少的工序。目前，裁剪方式主要有剪刀裁剪和电脑裁床裁剪。其中，剪刀裁剪有速度慢、裁剪不准、费料等劣势，而电脑裁床裁剪则易须边，仅适合批量化生产，在个性化及柔性生产方面表现不足，且价格昂贵，平均价格

29、在100 万元以上，中小企业较难承受。这无疑为激光裁床奠定了良好的市场需求。激光裁床克服了剪刀裁剪和电脑裁床的固有缺点，迎合了服装行业越来越注重小批量、个性化的快速时尚（Fast fashion）需求。以金运激光产品为例，激光裁床可实现便捷的服装打版放码、智能化排料和自动送料切割等作业，加工速度快、裁剪精确快速、加工品质优、节省面料、自动化程度高，增强了企业的创新能力，有利于增加产品附加值，提高生产效率和利润水平，进而提高企业竞争力。而在价格方面，一台小功率激光裁床仅为电脑机械裁床的1/10 左右，价格实惠，功能齐全，极适合在中小规模服装企业中进行推广，而该类企业数量的庞大也极大的保证了中小功

30、率激光切割设备良好的市场前景。2）成衣激光雕花超过三分之二的服装家纺面料可利用激光来制作各种数码图案。传统的纺织面料制作工艺需要后期的磨花、烫花、压花等加工处理，而激光雕花在此方面具有制作方便、快捷、图案变换灵活、图像清晰、立体感强、能够充分表现各种面料的本色质感以及历久常新等优势。服装面料及成衣激光雕花，适合面料后整理加工厂、面料深加工厂、成衣服装厂、面辅料及来料加工企业。3）贴布绣激光切割服装家纺行业的电脑绣花工艺中，有两个很重要的步骤，即贴布绣前的切割和绣花后下料的切割。在传统的加工工艺中，绣前切割采用刀模加工方式，其缺陷在于，容易产生织物须边，刀模的制作周期长、成本高，且加工精度受刀模

31、限制，异形图形难以加工。而绣后下料切割，大多采用热切加工方式，该方式有切边缝隙大、边缘发黄发硬、难以对位等缺点，且异形图形依靠人工手剪，更是容易散边，产生废品，若是遇到批量生产，效率则更低，大大损耗了人力、物力和时间，并造成直接成本的增加。因此，传统绣花加工工艺已制约了贴布绣花的发展，急需有一种先进的加工方式来取代这两种旧的加工方式。激光刺绣一体机可以通过技术手段实现电脑绣花和激光切割、激光雕花合二为一，并实现了分层绣花切割、打孔、雕花等传统绣花工艺无法完成的功能，从而缩短了加工流程及加工时间，提高了加工效率，节约了加工成本，提升了产品品质。4）牛仔影像激光喷花牛仔喷花激光加工是一项新兴激光加

32、工应用技术，激光切割设备运用聚焦而成的高能量激光束照射到需加工部分的牛仔面料，并用辅助气体将熔化物或氧化物吹出，从而在各种牛仔面料上制作出不会褪色的影像图案、渐变花形、猫须磨砂等效果，为牛仔时尚增添了新的靓点。牛仔喷花适合牛仔服装厂、水洗厂等企业和个人进行牛仔系列产品的增值深加工。5）激光水洗传统布料水洗需要加温，并添加膨化剂、柔软剂、酵素酶以及碱性氧化助剂，以获得织物柔软、透气、舒适的质感和一些视觉效果。传统布料水洗，需耗用大量水资源，容易造成水污染，成本高、效率低、水洗品质差。激光水洗，时间快、成本低、效率高、无水源耗费。一件成衣做旧、雕刻图形用激光水洗仅需1.6 分钟，且省去后道烘干整理等工序，加工完毕即可销售。6）商标自动寻边切割长期以来，服装辅料中的商标（织标、绣标）的切边、下料、打孔和拼花都存在一个对位问题。如何精确而高效的切割，是业界面临的难题。现有的自动视觉跟