前不久,德國機械設備制造業聯合會(VDMA)下屬的“用于材料加工的激光與激光系統”工作委員會在德國慕尼黑召開了年度新聞發布會。會議主要對包括德國、美國以及亞洲等國家和地區在內的全球激光行業的發展現狀和趨勢做了回顧和展望,闡述了各激光產品和技術在不同戰略市場的應用潛力和前景。本文摘譯了關于亞洲激光市場的發展現狀和趨勢,以饗讀者。
亞洲激光市場與中國的高生產能力緊密相連。盡管去年經濟增長放緩,但中國仍然是亞洲激光產品增長的主導市場。在未來5-10年,預計中國的激光和光電產業的年增長率將在10-15%之間。這一時期中國激光行業也將取得更大的進步。中國激光企業正越來越多地與西方生產商競爭,其他先進國家制造商必須對這一趨勢做出反應,并適應中國經濟的步伐。
實際上,亞洲幾乎所有的激光應用市場都在增長,甚至部分微電子產業將目光幾乎完全鎖定在亞洲。基于新應用領域的不斷拓展,核心市場的增長遠遠沒有結束。在某些地區,個別工業部門的專業化水平越來越高。例如:越南的電子制造業、泰國和馬來西亞的代工生產、孟加拉國和巴基斯坦的紡織業以及新加坡的醫療工程行業等。
機械制造業
在機械行業,中國國內對激光制造產品的需求上升是其增長的首要動力。目前,人力密集型制造業向更高程度的自動化方向發生了明顯的轉變,這提高了對高品質機械和自動化流程工藝的需求。
過去的一年間,1-2kW的光纖激光器在中國的需求仍然居高不下。但是,目前來看,切割應用也越來越傾向更高的功率。在較低和中等功率范圍,如今越來越多的激光光源可從當地的激光制造商處獲得,其中不少公司還推出了功率高達1kW的機架式激光器。今年,切割型激光器的需求已經轉向3-4kW,今后將朝著6-8kW挺進。
然而,第一臺10-12kW功率的激光系統也已經交付。日本切割機制造商向其國內市場主要提供2-4kW輸出范圍的機器,而超過6kW的大幅面激光切割系統則出口歐洲和美國。
汽車行業
亞洲汽車行業增長的力量主要來自中國和印度。2016年,僅中國就生產了2,810 萬輛汽車(來源 :中國汽車工業協會)。在此過程中,中國進一步鞏固了其作為全球最大汽車市場的地位,其中,乘用車部分的同比增幅最大,達16%。而印度的整體購買力較低,市場增速并不如中國那么快,印度在2016年的汽車產量為450萬輛,世界排名第五。另外,韓國時隔11年無緣全球汽車生產國前五,去年整車產量出現了7%的下滑,排名世界第六。盡管如此,韓國一線汽車制造商依舊擴大了其在亞洲的市場份額,單這部分就占據了韓國汽車出口總量的62%。而日本不得不面對另一輪輕微的生產低迷。
如今激光器在中國的應用也已成熟,特別是在“白身車”部分,同時中外合資汽車制造商也幫助加快了激光工藝的引進。在“白身車”方面,日本越來越多的傳統工藝也被激光加工所取代。此外,預計激光加工在鋁焊接方面的應用也將會有明顯的增長。
激光切割、焊接和打標應用在汽車車身制造中的應用越來越廣泛,汽車電動化趨勢也逐漸開始主宰著激光應用在汽車行業的發展速度。電池制造商成為激光光源的重要消費者,去年的投資也大幅增加。這些激光器涵蓋包括電池及其外殼、模塊化設計及其包裝在內廣泛的應用。1μm 激光器成為加工鋁和銅等材料的理想工具。此外,高度動態的振鏡掃描解決方案可以提高電池行業幾乎所有應用的生產率。
對于一級制造商來說,燃油噴射系統的焊接和氣囊材料的切割等應用越來越重要。亞洲的汽車制造商也對玻璃切割等最新應用愈發感興趣。
醫療工程行業
亞洲許多地區對醫療設備和植入物有著強烈的需求,再加上政府支持,為激光應用創造了很大的空間。
在醫療器械工程中,往往使用從紫外到中紅外范圍的不同激光技術。對于給定的材料使用正確的波長確保了有效的操作和良好的產能特性。根據精度要求,可以使用短脈沖納秒激光器或(超短脈沖)皮秒激光器。超短脈沖減小加熱區域的尺寸,同時結合了冷加工工藝,成為精度最高的技術。該方法用于高要求的應用領域,如支架生產。
在支架領域,常常面臨著各個國家價格法規的制約,比如在印度,政府設定支架價格,以規范醫療工程產品的成本。因此,美國和其他地方的供應商已經從印度市場撤出支架。對于激光制造商來說,這既帶來了機遇,也伴有不確定因素。
此外,激光打標或刻字功能也正進一步完善。通過改變材料的顏色,并結合金屬退火、碳化或用塑料發泡等手段,可以產生無腐蝕的標記,而不需使用毛刺來對表面做改性處理,也無需引入額外的材料。激光打標的形式和內容幾乎沒有技術上的限制,無論涉及植入物,或是醫療設備的打標。即使僅具有數μm高度的字符的微細打標也是可能的。
其它行業
如一開始就已提到的,亞洲其他的核心市場中,諸如紡織和包裝行業,半導體和微電子行業或太陽能技術等市場持續呈現積極的增長勢頭。激光加工的重要性與制造商希望生產出體積越來越小,功能更強大,更可靠的設備的愿景不謀而合。