1、激光加工设备市场发展现状及前景
1.1 激光加工设备市场发展现状
激光加工设备是集多种高技术于一体的高科技产品，几乎可以应用于所有的工业部门，体现着一个国家的生产加工能力、装备水平和竞争能力。激光加工设备制造行业是当今各个国家最为关注和发展最为迅速的行业之一。
在过去的几十年中，激光应用技术设备的年销售额平稳增长，2001年全球激光加工设备销售额约28亿美元，2005年销售额已达到43.18亿美元，2007年销售额约为61.32亿美元，2008年为63.60亿美元。
中国工业激光市场1995年前后才刚刚起步，比发达国家晚20年左右。2001年国内激光加工设备市场销售额仅为5.7亿元人民币，2005年达到12.5亿元人民币，年均增长速度在30％以上，2007年达到30亿元人民币。随着中国经济的快速增长，保守估计2005～2010年激光加工设备的年均增长率将保持在15％～30％之间，到2010年市场销售额将达到45亿元人民币。
1.2 激光加工设备市场的发展前景
（1）2010年全球激光加工设备市场将复苏
国民经济和军事工业的持续发展，以及对新加工设备的需求，推动着激光加工领域的不断开拓，由传统的钟表、电池、衣扣等轻工行业，向电子行业、机械制造业、汽车制造业、航空、动力和能源以及医学和牙科仪器设备制造业等应用领域拓展。例如，2008年虽然由于半导体行业不景气的拖累，激光微加工市场下降了3％，激光打标、切割的市场份额也略有下降，但激光打孔设备应用增长了3％，这一点得益于军用发动机的汽轮机叶片钻孔新市场和食品及医药包装行业对激光打孔的需求。与此同时，包括快速成型和制造以及表面处理在内的其他类别激光加工设备增长了2％ 。
据市场调查机构 Strategies Unlimited(SU)最新报告的预测数据表明，2009年用于材料微加工的低功率激光器（包括高达1 kW的所有材料处理用的激光器，但不包括打标和雕刻用的激光器）销售收入预计将下降40％，不过2010年该产业将复苏，2013年产值将超过4.60亿美元。
SU报告指出，激光市场几乎跟经济大环境同步进退，大的环境市场的下滑也引发激光市场份额的急剧变化，这有点类似“抢座位”的游戏。然而，激光市场仍有亮点：光纤激光器、二极管激光器、绿光激光器、锁模(超快)激光器以及用于制造太阳能电池的激光器成为市场中增长最为强劲和耀眼的明星。所预计的所有细分市场都将在20l0年恢复增长，不过届时技术和供应商也将面临更大的洗牌。2008年，激光设备制造厂商诸如相干，Rofin-Sinar和GST集团(包括2008收购Excel的所有收入)的营业额位居首位．约占2008年激光加工设备总市场份额的50％ 。
（2）新兴的精密激光制造、服务行业正处于成长初期
精密激光制造和服务行业是新兴的行业，该行业的发展具有技术先于市场，技术引导市场的特征。随着越来越多的激光制造技术在传统制造业中的广泛应用和新的激光应用领域的开拓，激光制造技术正在不断地替代和突破传统的制造技术。激光制造和服务正在广度和深度方面不断地渗透到传统的和新的制造业中，因此，精密激光制造和服务行业的发展前景相当广阔。目前激光制造和服务行业正处于逐步形成并不断地发展壮大过程中，处于成长初期。每替代或突破一项传统制造方法，都将带来精密激光加工业的发展，精密激光制造业将呈现跨越式增长，未来的发展空间巨大。
（3）我国精密激光制造和服务的渗透率还很低，发展空间巨大
目前，我国产业领域对精密激光应用的认识还比较缺乏，精密激光加工的应用推广还很不足，精密激光的行业渗透率还很低，巨大的应用市场有待开发。据调查，国外已建立有约5000个激光加工站，而我国现只有120个左右的激光加工站或加工中心，而且相比之下，其加工水平和应用范围相差较大，因此国内的发展潜力很大。
2l世纪正是微纳制造技术与功能微系统等高新技术与产业获得快速发展的时期，精密激光制造和服务必将渗透到微电子、微光学、微机械以及传感器、执行器的信号处理等各类微纳制造和微系统技术领域。同时，加工手段升级、世界制造业重心向中国转移，以及环境保护已经成为推动我国精密激光加工市场需求快速增长的三大驱动力。例如，在SMT（表面安装技术）模板制造中激光加工法已替代原有的化学蚀刻法，精密金属零件激光成型、HDI（高密度互连技术）激光钻孔等，正是由于激光技术的应用，使其在加工方面取得了新的突破。
目前全球已开发出20多种激光加工技术，对于精度和结构复杂的产品，以及设计变化多、数量少的研发样品，可以用激光直接量产、省去模具使用（模具生产周期长、成本高）。激光应用技术已成热的包括：激光打标、激光焊接、激光切割、激光打（钻）孔、激光划线、激光调阻、激光表面处理、激光成形等。下面主要描述激光加工（打标、焊接、切割、打孔、调阻等）技术设备市场及其各类工业激光器的应用发展状况。
2、激光加工市场分析
2.1 激光打标技术设备市场分析
激光打标技术是近几年发展最快的一项应用技术。激光打标有许多独特的优点，能标记各种字型、图案、数字以及条形码，标记线宽可小于0.01 mm。打标深度可深可浅，对很小零件也可进行标记，这是其他标记方法不能实现的。激光打标的标记的永久性、可作防伪标记、无损伤加工、标记字符清晰、图形质量好，以及效率很高、成本低、易于对多种材料进行标记、计算机操作易于更换标记内容等优越性，已经广泛应用于电子工业、汽车工业、医疗产品、五金工具、家用电器、日常用品、标签技术、航空工业、证件卡片、珠宝加工、仪器仪表以及广告标牌等。
激光打标的典型应用领域包括：各类金属和非金属材料及产品表面的打标，如不锈钢、铝合金、有机玻璃、陶瓷、塑料、合成材料、木材、橡胶皮革、纸品、印制电路板、集成电路、电器接插卡、各类仪表和控制面板、钮扣、化妆品包装、食品包装、文具、香烟、雷管、轴承、齿轮等。
目前国内激光打标机的市场规模是6亿元人民币左右，2008年国内激光标记占国内工业激光市场的45.3％。今后国内包括激光打标等激光加工等的应用市场亮点可能是以下两方面：
（1）电子行业仍将是激光打标等技术应用的龙头行业
国内自2006年以来，电子器件的收入增速始终高于下游整机行业，这一趋势在2008年以来表现得更加明显，电子组件和器件的收入增长率都超过30％。导致这种局面的深层次原因是整机制造业更加偏向劳动密集型，境外向中国大陆的产业转移已经比较充分，如笔记本、手机等产品在中国的制造比例都已经超过50％，因此判断元器件产业未来几年的增速将始终高于整机，电子行业在较长的时间内，仍是激光加工技术应用的龙头行业。
（2）食品和药品安全行业激光打标机市场需求将更大
随着中国对食品和药品安全越来越重视，激光打标机市场需求将更加巨大，预计将继续保持每年30％以上的增长率。
由于激光打标设备的功能类似于印刷与打印设备的功能，随着产业的发展，激光打标设备行业正在向着数码印刷、打印行业融合。因其独具的在各种材料及异形表面标记的功能，拓展了印刷的内涵和外延，成为广义的印刷设备。随着应用领域的推广，激光打标设备在激光加工设备制造业市场份额中将占据更大的比例，具有广阔的市场前景。
2.2 激光焊接技术设备市场分析
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。自上世纪70年代以来，由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接。
激光用于汽车零部件甚至汽车整车的焊接已经有二十多年的历史，在汽车工业非常发达的欧美国家，激光焊接已经成为最先进的汽车制造工艺中的一种标准工艺，广泛应用于汽车齿轮(包括联体齿轮)、汽车变速器、滤油器、汽车空调皮带轮、液压挺杆、ABS电池阀、安全气囊点火器、锂电池、喷油嘴、车灯、传感器等零部件。车顶、车门、车尾箱、发动机顶盖等车体部位的激光焊接应用也非常广泛。
激光焊接使得原本必须使用铸造工艺的汽车零部件改为采用冲压工艺成为现实，从而减轻了零部件的重量，节约了原料。汽车变速箱或传动系统齿轮组，以前是采用整块材料经多种机械加工方式和多道工序才能完成，耗费人力物力财力。现在欧美等发达国家的零部件商将齿轮组分为多个小部分，分别生产加工，再使用激光焊接，即能保证强度，又加快了生产速度，简化了工艺，而且可以节省大量的钢材。实验证明采用激光焊接的车身的强度可以提高30％以上，从而使汽车的安全性能得到了大幅提高。使用激光焊接的汽车零部件，可以有效地减小部件体积，符合零部件小型化的发展趋势。采用被称为遥控焊接(Remote welding)的激光扫描焊接，是一种使用扫描镜组的激光动态焊接工艺，相对于电阻点焊工艺，可以降低30％的投资成本，加工区域可以减少50％，焊接时间缩短了60％。例如，通快公司的高光束质量的TruDisk固体激光器就是采用机器人系统进行扫描焊接，并可以对整个车身进行三维加工。福特汽车公司用5米长的光纤将2 kW的Nd:YAG激光转输到装在IR761/125型机器人的焊头上，用于车身装配的焊接。
近年来，中国的汽车制造业销售市场持续增长，2009年前11个月国内汽车销量逾1200万辆，同比增长达47.47％。随着中国汽车产品国际竞争力的提高，中国汽车产销的高速增长趋势将会获得保持。激光焊接设备的产销市场也将会获得相应的增长。
2.3 激光切割、打孔技术设备市场分析
激光切割一直是激光加工应用最广泛的一项技术，脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。与计算机控制的自动设备结合，激光束具有无限的仿形切割能力，切割轨迹修改方便。激光切割无机械变形、无刀具磨损，容易实现自动化生产。
激光切割在工程机械行业应用方面，目前国内采用大幅面激光切割机的企业并不多，是因为采购成本高。国外的一台大幅面激光切割机（配备4 kW激光器）售价近600万元人民币。同时，还由于国内重工企业对激光的应用了解不深，宣传不够，很多企业还不接受这—相对较新的加下手段。国内的外资企业较早地跟上国外的步伐，如合肥日立有5台大覆盖激光切割机、2台小覆面激光切割机。国内企业三一重工确立了在3年内引进27台套大覆面面激光切割机计划。通过2008年和2009年的引进，现有15台套的激光切割机，配备于昆山重机、沈阳三一等企业。徐工、山推等企业不甘落后相继引用了激光切割机。
2009年中旬激光微加工系统制造商JPSA计划把制造车间的面积扩大一倍，提高公司制造激光微加工（激光雕刻）系统的产能，以满足生产太阳能（包括千瓦级）面板制造厂家的需求。
激光打(钻)孔是最早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的主要应用领域之一。激光打孔可以对一些用传统的加工方法无法加工的硬度大、熔点高的材料进行打孔。例如，在高熔点金属钼板上加工微米量级孔径；在硬质碳化钨上加工几十微米的小孔；在红、蓝宝石上加工几十微米的深孔以及在对金刚石拉丝模具打空、化学纤维的喷丝头上打孔；微电子集成多层印刷电路板上可以钻成千上万个小孔（层间互连的微通道的直径一般为0.025 mm～0.25 mm，用激光不但可以加工高质量的小孔和盲孔，而且可以加工任意形状的孔或进行电路板外形轮廓切割）等。利用激光打孔在镀铝薄膜上打孔，其孔形、孔径及孔间距可以随意改变，大幅度提高生产速度得。这种镀铝聚酰亚胺薄膜主要用于航天设备外表面贴覆用以防止太阳紫外线的辐射和散热，以保证航天设备使用寿命。
全球激光打孔机市场大约是每年2000台，市场主要在中国，主要的供应商是日立和三菱，价格比较贵。国内的大族激光公司的激光打孔机，其性能与国外相当，但其价格只有国外产品的五分之一左右，已经具备争夺市场的能力，有望成为该公司未来发展的主要业绩增长点。
激光切割、打孔技术设备的应用市场空间非常大，将在军工行业（包括航天、航空、核工业、船舶、兵器、电子等）继续保持增长势头。
2.4 激光调阻技术设备市场分析
激光调阻是通过改变电阻膜的面积，达到调整膜片电阻值的目的。激光调阻是由计算机控制激光光束的运动，利用高能量的激光脉冲作用于电阻材料上，电阻材料吸收光能后被迅速加热和汽化，材料被蒸发掉，在电阻上形成一个圆形斑点。当一连串部分重叠的激光脉冲打在电阻材料上就会形成一个切口，采用适当的切口形状和长度就可将电阻修调到设定的标称值。
精密激光调阻机的主要应用领域包括电阻、晶振、移动功能模块、厚膜电路、IC等制造领域。
激光调频技术在晶振制造领域得到新的应用，以前大多采取在镀银时通过控制银层累积的方法来获得需要的频率，这种工艺在体积稍大的晶振制造中广泛使用，但在体积很小的圆柱形晶振制造时却无能为力，因为水晶极片的面积太小，银层累积的控制很难实现，因此在此类晶振制造中目前采用的是用手工打磨水晶极片的方法来实现频率的调整。激光微调频率是在手工打磨或机械打磨后的第二步工序，所用激光器用50 W灯抽运固体激光器或50 W半导体激光器，激光微调是满足这种要求的最新最好手段。
国内片式电阻企业的优势主要体现在国际市场上的成本竞争优势和国内企业的地理优势。由于国际电子信息产品制造业加速向中国转移，下游企业出于相关的采购和运输成本考虑，将加大本地化采购比例，这将为国内的片式电阻厂商带来无限商机。因此，国内片式电阻行业一直呈现不断增长的态势。
国内的晶振制造业也在引进生产线上直接加大投人，起步虽晚，但是硬件设备投资的起点高，保征了产品的品质，提高了企业竞争力。
由于社会的分工．电阻、晶振制造业的研发和生产的进步，需要依靠国内配套的没备商支持。国内依靠引进激光调阻技术专利或设备由于价格昂贵、回报期太长等因素，可能是不太现实。因此，推广具有自主知识产权的精密激光调阻机，支持电阻、晶振制造业来降低成本，具有广阔的市场前景。
2.5 各类工业激光器的应用发展状况
在过去的20年中，C02 激光器、盘形激光器和光纤激光器为成为工业切割与焊接应用领域的最佳的高功率(>1kW)激光器而竞争。
由于高光束质量及固有的良好切割质量，C02 激光器成为高质量切割更大厚度材料的选择工具；而且由于只有较少的溅污形成，C02 激光器在非复合厚片焊接中也具有良好的应用。
在工业C02 激光器发展中，由于具有卓越光束质量的激光器功率增大，例如德国Trumpf公司的TRUMPFTLF 6000HQ，接近Gaussian模式的6 kW（千瓦）激光器，并以开发成功2万瓦的工业C02 激光器，为人熟知的遥控焊接过程已成为可能。C02 激光器的缺点是它需要一个基于光束传输系统的反射镜。由于光束的引导，柔性自动机械的使用变得很复杂。然而，另一方面，自动机械的使用能削减系统的复杂性，因此也就极大地节省了系统成本。
由于盘形激光器优良的光束质量，采用TRUMPF的可编程调焦光学系统(PFO)，以及遥控焊接，使YAG激光器的应用领域也非常广泛，例如在汽车制造业中，涵盖了不同的部件的焊接。
利用波长约为1 μm的固体激光器可以将成本节约的潜力恰当地体现出来。由于玻璃的透射光谱，激光光束可以通过光纤被灵活控制。因此，对于那些厚度较薄的材料，特别是那些焊接和切割需要自动化光束控制的材料，光纤传输激光器具有明显的优势。
光纤传输千瓦（kW）级激光器的市场份额一直被灯泵浦Nd:YAG激光器所占有。然而，最近研制成功的薄盘形激光器能改进光束质量并且其加工能力可与C02 激光器相媲美(某些情况下甚至超过C02 激光器)。由于光束质量和功率调节能力，在厚金属板焊接以及类电子束狭缝焊合应用方面，高功率盘形激光器具有经济适用和完美加工等优点。
发展新型高效激光光源成为工业激光器发展的主攻方向，如降低每瓦成本的盘形激光器，可以使激光加工的效率大大提高。盘形激光器卓越的光束质量和高达10kW的输出功率使其在汽车工业以及厚片焊接中(如重型建筑和造船业中)具有重要应用。
例如，TRUMPF公司的盘形激光器的最新发展以及在切割、焊接、遥感焊接和复合焊接等领域的应用表明，盘形激光器在增加功率和效率、降低成本方面具有较大的潜力。工业盘形激光器的输出功率高达10 kW，其光束质量满足应用需求(即2 mm?mrad(1 kW)，8mm?mrad(2～8 kW)与12mm?mrad(10 kW))。TRUMPF实现了超过5kW／disk的输出功率。盘形激光器的光学效率大约为65％。4个圆盘耦合将引领输出功率为16 kW的高功率激光器的发展。考虑以上的结果，盘形激光器的发展前景是显而易见的。
深 圳市联赢激光设备有限公司最近推出的450W大功率激光焊接机，采用能量负反馈控制和光纤输出。该机特点：激光波长：1.064 μm、输出功率：≥450w、单脉冲输出能量：最大为100 J/脉冲、能量不稳定度：≤±3％、重复频奉：1 Hz～100 Hz、脉冲宽度：0.5～100 ms、电源输入：3相AC380V±15％ 50/60 Hz、冷却系统：外置冷水机。广泛应用于汽车动力电池、手机配件(电池、外壳等)、精密马达、五金、太阳能热水器等行业。
最近，IPG光子公司使用该公司的YLR-20 kW光纤激光焊接机实现了对304不锈钢2英寸的对缝焊接，激光焊深为50.8 mm。YLR-20 kW商用光纤激光器的波长为1070 nm，在光纤芯径为200 μm，聚焦光斑为420 μm 的条件下，焊接厚度为1英寸的304钢板时的焊速可达到0.85 m/min, 焊接0.75英寸厚的钢板时的焊速可达到2 m/min 。因此，该型光纤激光焊接机适用于包括造船、天然气管道、油气 罐、航空和建筑等重工业领域。
3、结束语
不管是全球还是中国，激光应用的发展，都是一个不断替代和突破传统制造方法的过程，每替代或者突破—项传统的制造方法，都将带来激光应用的发展。从国外已经建立的5000个激光加上站，而中国只有120个左右的激光加工站或加工中心，我们知道，相较于国外的激光技术的广泛应用，中国的激光加工技术的应用，仍然需要在更多的传统制造中进行替代和突破。而要加速这样的替代和突破，需要紧抓两个关键的因素。第一，就是要深入各大应用领域；第二，就是必须达到有说服力的推广。
在世界金融危机之时，激光产业同样会受到冲击。激光产业要能在“危”中找到发展的机遇。这一点国内的激光企业需要充满信心。中国制造大国的地位稳固了激光制造的地位和市场。关键是从事激光加工设备制造的企业要有自己的核心技术和自己的知识产权，产品要有市场竞争力和可靠的质量。
国内现在的激光加工设备与先进的国家相比，还有相当的差距。企业要抓住时机提升产品的水平，只有激光加工技术和设备进入到了高端的制造行业，激光加工设备才会被广泛接受。企业目前正是炼“内功”好时机。另外，在市场上不能恶性竞争，不能走低品质低价格的道路。必须加强行业内的合作，优势互补，加快技术升级。只要坚持创新、充满信心，激光产业就会做大做强。
