激光加工技術一直是國家重點支持和推動應用的一項高新技術，特別是政府強調(diào)要振興制造業(yè)，這就給激光加工技術應用帶來發(fā)展機遇。在國家制定中長遠期發(fā)展規(guī)劃時，又將激光加工列為關鍵支撐技術，因為它涉及國家安全、國防建設、高新技術的產(chǎn)業(yè)化和科技前沿的發(fā)展，這就把激光加工提升到很高的重視程度，也必將給激光加工機的制造和升級帶來很大的商機。
從中國光學光電子行業(yè)協(xié)會激光分會的逐年統(tǒng)計看，激光加工裝備的年銷售額一直在高速增長。如2003年比2002年增長21.6%，2004年比2003年增長18%。充分說明，激光加工技術在我國已經(jīng)從研究，實驗探索中走出了象牙之塔，走上實用化的道路。崛起一批激光加工裝備制造企業(yè)，生產(chǎn)出成千上萬臺滿足應用的激光加工機。保持銷售額年增長在20%左右。由于對國內(nèi)市場的各種宣傳、展示、普及和為用戶培訓，也大大地把激光加工的市場拓大拓寬，給國內(nèi)用戶帶來采用這種先進制造技術的信心和決心，促成激光加工得以越來越廣泛應用的外部環(huán)境，這便是我們經(jīng)常說的市場牽動。市場牽動又推動著激光加工機的熱銷，如此這般，形成連鎖反應。正因如此推動，目前已經(jīng)形成激光加工機生產(chǎn)企業(yè)達200余家，從業(yè)人員近2萬，其中科技人員約占50%，具有中高級職稱的員工約占30%，已經(jīng)形成一支具有相當實力的產(chǎn)業(yè)隊伍。同時，也吸引了世界各地許多激光加工設備制造商的關注和跟進，國內(nèi)市場已經(jīng)國際化了。
一、激光切割機產(chǎn)品的高速發(fā)展
前幾年，國內(nèi)在銷的激光切割機大部分為國外進口產(chǎn)品，國內(nèi)產(chǎn)品所占份額甚小。隨著用戶對激光切割技術特點的逐步深入了解和示范性采用，帶動了國內(nèi)企業(yè)紛紛轉向生產(chǎn)激光切割機。如產(chǎn)量最大的生產(chǎn)企業(yè)為上海團結普瑞瑪激光設備公司，年訂貨已超過100余臺，在全球產(chǎn)量排序為第八位。其它還有華工激光工程分公司、濟南捷邁、沈陽普瑞瑪、江蘇金方園等。近期有幾個知名度較高的激光加工機生產(chǎn)企業(yè)也投入力量，開始生產(chǎn)激光切割機的有武漢楚天激光，大族激光等。
估計國內(nèi)市場近期銷售量1~4KW激光切割機達300~350臺，國內(nèi)供貨可占200余臺，其他100余臺為國外產(chǎn)品，來自德國、瑞士、日本、韓國、比利時等國。目前瑞士百超已在國內(nèi)組裝激光切割機，并已開始銷售。
這些激光切割機的用戶，包括電氣制造、電梯業(yè)、運輸機械、石油工業(yè)、紡織機械、糧食機械、醫(yī)療機械、燈具、裝飾、包裝業(yè)以及激光加工站和科研院所的多方面應用。
CO2激光切割技術是激光加工應用最廣泛的技術之一。據(jù)我了解:歐洲已安裝了12000臺，北美安裝有11000臺，日本安裝有10000臺。我國臺灣安裝已超過500臺。中國大陸安裝數(shù)約為800臺，功率逐漸由2000W提升到3KW、4KW，從以上可看出CO2激光切割機已經(jīng)成為國內(nèi)主要熱品產(chǎn)品。隨著應用面擴大，高功率CO2激光器國內(nèi)產(chǎn)品的逐步過關，必將牽引我國激光銷售快速增長。
二、激光打標機(標記機)將繼續(xù)前沖
按照全球?qū)す饧庸は到y(tǒng)銷售總量的統(tǒng)計，激光打標機僅次于激光切割機，占第二位。近年來，接近激光切割機銷售量，各占總量的1/3左右。而我國則相反，激光打標機的銷售額一直占國內(nèi)激光加工銷售額的50%以上，在較大范圍內(nèi)占領了國內(nèi)市場，并大大地開拓了應用的工業(yè)領域，可以說，比國外的應用面要廣泛得多。已應用的行業(yè)有電子工業(yè)、汽車工業(yè)、工具量具、航空航天、儀器儀表、包裝工業(yè)、醫(yī)療產(chǎn)品、家用電器、鍵盤、面板、廣告標牌、證件卡片、日常用品、珠寶鉆石等領域。
標記對象的材料可以是各類金屬和非金屬。如不銹鋼、鋁合金、有機玻璃、塑料、陶瓷、合成材料、木材、橡膠、皮革制品、紙制品、印刷電路板、多種電子電器元件、香煙、鈕扣、雷管、金屬零件，一直到食品包裝、藥品包裝，以至螃蟹等。其年銷售臺數(shù)約為4000~5000臺。它所采用的激光器由燈泵 Nd:YAG激光器，玻璃管或金屬腔的CO2激光器，近年，光纖激光器和全固態(tài)激光器正批量進入打標生產(chǎn)企業(yè)，與之配套。打標機可對零件在固定位置打標也可對在流水線上物品進行飛行打標。我國生產(chǎn)打標機較知名企業(yè)有大族激光、華工激光、楚天激光、大恒激光、桂林星辰激光、志恒達激光等公司，還有眾多生產(chǎn)激光打標機的中小企業(yè)也是重要的單位，它們一起把我國的打標機市場做得越來越大，應用面越來越寬，目前也開始批量出口。特別值得一提的是很有實力的企業(yè)，自行開發(fā)、生產(chǎn)七彩打標機，一時間訂購此種打標機的單位甚多，相信這種創(chuàng)新產(chǎn)品會獲得更大發(fā)展。
三、25W~100W級激光加工機
這里主要指采用25W~100W級CO2激光器，加上以X-Y桌面工作臺系統(tǒng)為主的機型，同時也有用Nd:YAG激光器加振鏡集成的加工機。它可以進行雕刻包括內(nèi)雕、裁剪、鏤空、繡花和切割加工。種類多、價位低、用途廣、適合國情。年產(chǎn)量在6000臺左右。廣泛用于印章、柔性板、禮品、廣告、標牌、工藝品以及工業(yè)用非金屬制品?？蓪ε＝?、玻璃、塑料、橡膠制品、竹木制品、合成材料、布料、皮革等材料進行激光加工。由于它是電腦排版、自控、不接觸加工、速度快(比手工或其它加工方式快許多)智能化程度高，操作方便等獨特優(yōu)點，所以占據(jù)了國內(nèi)廣大市場，并且銷往中東、東南亞、南美、東歐、非洲等地頗受歡迎。生產(chǎn)X-Y工作臺機型知名度較高的由浙江博業(yè)激光、廣東粵銘激光和武漢金運激光等公司，它們的迅速崛起形成了生產(chǎn)格局，目前博業(yè)激光已建成 35000平米的廠房，金運激光建成10000平米廠房，粵銘激光不僅進一步擴大原產(chǎn)地生產(chǎn)能力，還在上海建立分廠。這種機型除雕刻柔性橡膠，竹簡外還進入激光剪裁服裝、皮革、繡花等工作，使這些企業(yè)產(chǎn)品升級，促進了市場發(fā)展，它們已將送料、收料、原料負壓吸附、自動攝像定位、雙頭裁剪等技術逐步加以應用，使激光加工設備可以融入服裝生產(chǎn)的自動化流水線作業(yè)中，使產(chǎn)品智能化升級。
值得一提的是激光內(nèi)雕機也是迅速發(fā)展的產(chǎn)品之一，它是通過激光誘導在玻璃體內(nèi)形成炸裂點的光散射構成白色立體內(nèi)雕圖像。近期本技術又取得進一步發(fā)展。國內(nèi)某單位開發(fā)出彩色內(nèi)雕技術，可在玻璃體內(nèi)相繼打出紅、橙、黃、藍、紫等色彩的圖案，不久產(chǎn)品即將投放市場。給內(nèi)雕制品增添光彩。
四、用于再制造業(yè)的激光熔覆技術及裝備
再制造工程是以產(chǎn)品全壽命周期理論為指導的工程實踐。裝備的論證、設計、制造、使用、維修、回收的全部費用稱作全壽命周期費用，傳統(tǒng)上只重視裝備的“前半生”，(這個周期僅占20~40%的費用)，而往往忽略了“后半生”，即使用、維修和報廢階段的費用。#p#分頁標題#e#
裝備的再制造工程是以裝備的“后半生”為對象，以提高利用率、節(jié)約資源、環(huán)境保護、堅持可持續(xù)發(fā)展的一門工程技術。再制造技術的發(fā)展必須融入高新技術、使得陳舊部件和裝備獲得重新獲得高品質(zhì)，高附加值的產(chǎn)品，所以再制造業(yè)是實現(xiàn)跨越式發(fā)展，完全符合國家政策的一項重要技術。美國的再制造業(yè)產(chǎn)值達 530億美元，從業(yè)人員達48萬人，他們稱“再制造業(yè)是潛在的巨人”。我國這方面已開始啟動。
激光加工技術用于再制造業(yè)和應用于其他制造業(yè)一樣，有其不可替代的優(yōu)點，并優(yōu)于其它加工技術。
激光加工用于再制造業(yè)是由相變硬化發(fā)展到激光表面合金化和激光熔覆，由激光合金涂層發(fā)展到復合涂層及陶瓷涂層，從而使得激光表面改性技術成為再制造的一項重要手段。它主要是采用5KW~10KWCO2高功率激光器及其系統(tǒng)。年銷售量約100臺。這方面較突出的是大陸激光，他們在實踐中應用了激光顯微仿形熔覆技術，較大范圍應用到電力、石化、冶金、鋼鐵、機械的工業(yè)領域，修復了渦輪動力轉動裝置的重要零部件，一直到機組，如煙氣輪機、離心式壓縮機、螺桿壓縮機、大型汽輪機、發(fā)電機、蒸汽輪機等近千臺，同時還生產(chǎn)激光器及機組，成為這種技術的國內(nèi)領頭企業(yè)。其它還有金石凱激光、華工激光、團結激光。
國內(nèi)以激光加工站形式出現(xiàn)從事這方面業(yè)務的有中科院金屬所、北京、天津、杭州等地高校激光工程中心都為激光加工應用于再制造業(yè)發(fā)揮了較大作用。
五、激光焊接技術與裝備
激光焊接技術在國內(nèi)的應用正迅速擴大，其銷售額僅次于打標和切割。它主要用于電池、電器、儀表、五金工具及鋼鐵、航空航天、汽車等工業(yè)。
應用分三大類:一類是用于移動通訊如手機電池的焊接，其他如電容、電器、儀器儀表元器件的焊接。這些焊接設備主要采用Nd:YAG激光器;工作臺有的是多工位，生產(chǎn)這類設備量較大的知名度較高的有武漢楚天激光、華中激光、大族激光和天津力能激光等。生產(chǎn)手機電池最大的比亞迪公司自己也開發(fā);自裝自用。
第二類主要是對金剛石鋸片的激光焊接。目前歐洲已禁止使用熱阻焊的金剛石鋸片。而大量采用CO2激光器將金剛石刀頭焊接到鋸片基體上，這種工藝符合安全要求。據(jù)報道，基建業(yè)使用的金剛石刃具中，消耗最大的為激光焊接金剛石鋸片，需求量約合30億美元。由此也帶動國內(nèi)企業(yè)投入這項激光焊接工藝及裝備生產(chǎn)中去，我國年出口值約為3000萬美元，年出口增長率增高的原因之一是我國人造金剛石刀頭的粉末冶金較好有關。
此外國內(nèi)隨著各類基建工程、空調(diào)安裝、石材工業(yè)的拓展，對金剛石鋸片年需求量也約合10億人民幣，高檔石材加工也部分要用激光焊接金剛石鋸片。國內(nèi)生產(chǎn)激光焊接金剛石鋸片較大企業(yè)有華工激光、武漢團結激光等。生產(chǎn)激光焊接鋸片系統(tǒng)的有華工激光、武漢團結激光、濟南捷邁、上海團結普瑞瑪?shù)葐挝?，多為多工位焊接系統(tǒng)。
第三類是激光焊接鋼板，這方面的應用多在鋼鐵工業(yè)(如鋼板在線拼焊、帶鋼拼焊等)、汽車板拼焊(有的在鋼鐵廠、有的在汽車廠)以及各種殼體類零件焊接、其激光焊接系統(tǒng)不是定型產(chǎn)品，多為“量身定做”。
市場展望
與國際上激光加工系統(tǒng)相比，我國的激光加工系統(tǒng)差距甚大，僅占全球銷售額的2%左右。主要表現(xiàn)為:高檔激光加工系統(tǒng)很少，甚至沒有;主力激光器不過關;微細激光加工裝備缺口較大;而這些領域我國的生產(chǎn)企業(yè)正在積蓄力量穩(wěn)步進入，國內(nèi)應用市場有很大發(fā)展空間。
預測今后2-3年內(nèi)，我國銷售額將會由2004年的15億人民幣上升翻一倍，也就是說會達到30億元產(chǎn)值。其原因:
一、國家重視，各級政府部門都在積極關注、規(guī)劃、立項，多方面資金正在注入。特別是國家強調(diào)立項主體由大專院校，科研部門料轉到以企業(yè)為主，這就促進了企業(yè)產(chǎn)品的自主創(chuàng)新，技術升級。
二、國內(nèi)各類制造業(yè)接受了激光加工技術，它可使他們的產(chǎn)品增加技術含量，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，采用它可達到“敏捷制造”的水平，滿足市場對“個性化”產(chǎn)品的要求。
三、國內(nèi)已逐步形成了產(chǎn)業(yè)群體激光零部件配套企業(yè)慢慢補齊，各類具有特色的激光加工系統(tǒng)制造商紛紛建立，國內(nèi)已形成四個激光加工裝備制造的產(chǎn)業(yè)帶，它們主要分布在華中;珠江三角洲;長江三角洲和京津環(huán)渤海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。
四、國際上知名的激光加工制造商有的在華投資建廠;有的以國內(nèi)合資生產(chǎn)，總趨勢是紛紛進入，形成國際競爭國內(nèi)化。
五、國內(nèi)在主力激光器方面逐步過關，進入市場應用。如大功率軸流CO2激光器，中小功率金屬腔射頻CO2激光器，半導體泵浦全固態(tài)激光器、光纖激光器、及倍頻DPL、大功率二極管模塊等，正蓄勢待發(fā)，進入產(chǎn)品化初期，進入市場。為國產(chǎn)激光加工的升值開拓新應用創(chuàng)造條件。
在國內(nèi)已創(chuàng)立的一片大好形勢下，我們殷切期望業(yè)內(nèi)各企業(yè)努力創(chuàng)造具有自主創(chuàng)新的產(chǎn)品，盡力避免低價位、低利潤率的競爭，使國產(chǎn)設備走上越來越健康發(fā)展局勢。
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