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光纤激光器 半导体激光器 激光切割
市场观察
市场分析
我国中小功率激光切割设备市场现状分析及预测
材料来源:互联网           录入时间:2010-8-16 9:47:56

与传统刀具机床设备相比,激光设备采用无接触的热加工方式,具有极高的能量聚集性、光斑细小、 热扩散区少、个性化加工、加工品质高、无“刀具”磨损等优势,激光切口光滑无飞边,一些柔性材料自动收口,无变形,加工图形可通过计算机随意设计和输出,无需繁杂的刀模设计和制作。激光加工不仅提高了效率(某些情况下,激光切割较传统切割方式可提高效率8-20倍,微调薄膜电阻可提高工效1000倍),柔性加工除节省了材料,创造新工艺,提高了产品质量,赋予产品更高的附加值外,设备本身的性价比也远高于传统刀具机床(以激光裁床为例,其价格是传统裁床的1/10左右,而加工效率与传统裁床相近)。中小功率激光设备可广泛运用于柔性及固性领域的非金属材料加工及金属精密加工。 
  以柔性领域和固性领域为例,激光加工设备与传统刀具设备比较优势如下: 

 

 

性能对比项目

传统刀具设备

激光加工设备

工作方式

刀具切割,接触式

激光热加工,非接触式

工具种类

各种传统刀具和自制刀模

各种波长的激光

应用领域比较

1、柔性材料领域

工具磨损

需配置专属化刀具模块,易磨损

激光加工,无需工具

加工图形

有选择,小孔,小转角图形不能加工

对图形没有选择,任意图形加工

加工材料

受限制,有些材料如用刀具加工易起毛

不受限制

雕刻效果

由于是接触式,无法实现在布料上的精美图形雕刻

可以在材料上雕刻任意精美图形,速度快

操作灵活简易性

需编写程序并制作刀模,操作复杂

所见即所得,简单设置,一键完成加工,操作简单

自动收口

无此功能

由于是热加工,对于需要收边的材料,自动实现该功能

加工效果

有一定变形,加工图形比较粗糙

精美,无变形

2、固性材料领域

工具磨损

需配置专属化刀具模块,易磨损

激光加工,无需工具

加工材料

受限制,比如玻璃,陶瓷,晶片等不能加工

对图形没有选择,任意图形加工,比如玻璃,陶瓷,晶片等

刀缝大小

受刀具大小限制,一般在1-2mm

非常小,一般在0.1-0.2mm范围内

雕刻效果

由于是接触式,没办法实现在固体材料上的精美图形雕刻

可以在固体材料上雕刻任意精美图形,速度快

操作灵活简易性

要编写程序,要制作刀模,操作复杂

所见所得,简单设置,一键完成加工,操作简单

特殊工艺

受限制

应用广泛,即可切割也可焊接,实现玻璃内雕等功能

维护费用

经常更换刀具,并且要冷却水,维护费用高

非接触,可24小时不间断工作,维护费用低

我国中小功率激光切割设备市场规模分析

  据《工业激光解决方案》(ILS)统计,2008年全球激光加工设备约为63.6亿美元;而据调研分析,其中中小功率激光切割机约占全球份额的10%,市场规模约为6.4亿美元。2009年,受全球金融危机影响,中小功率激光切割机行业增长将显著减缓。2010年以后将恢复增长,到2012年,预计全球中小功率激光切割机行业规模将达到13.1亿美元。

图表 1 全球中小功率激光切割机行业规模
(单位:亿美元) 

数据来源:ILS,汉鼎咨询

  在我国,中小功率激光加工设备中激光切割机和打标机占据80%的市场份额,是中小功率激光加工中应用最为广泛的加工设备。2008年我国中小功率激光切割设备市场规模为4.02亿元,2009年受全球金融危机影响我国中小功率激光切割机的增长幅度放缓,预计在中国制造业的产业升级和技术改造拉动2010年行业增速将迅速提升并保持高速增长。预计到2012年,我国中小功率激光切割机规模将达到10.4亿元人民币。激光切割机作为传统工具的新型替代产品面临的市场前景广阔。

图表 2 2006-2012年中国中小功率激光切割机的销售情况
单位:亿元人民币  

  中小功率激光切割加工设备的核心元器件激光器主要采用CO2气体管激光器,少量使用固体管激光器。CO2气体激光器按照密封容器分为直流激励封离型CO2激光器(以下简称“玻璃管激光器”)和射频激励封离型扩散冷却CO2激光器(该激光器密封方式为金属腔,以下简称“金属管激光器”)。全球金属管激光器制造厂家主要为美国相干公司、新锐,由于国际上金属管激光器技术成熟,应用较为广泛。2008年全球中小功率金属管激光切割市场规模达3.84亿美元,其主要市场在欧美等发达国家,随着中国厂家掌握金属管激光器技术并进行产业化生产,全球中小功率金属管切割加工设备市场规模将呈现快速增长趋势。

图表 3  2006年-2012年全球中小功率金属管激光切割加工设备市场规模及趋势  

2008年我国激光加工设备中激光切割设备规模约为15亿元人民币,其中中小功率激光切割加工设备以低价位的玻璃管激光切割加工设备为主,约占中小功率激光切割加工设备约为85.57%的市场份额,约3.44亿元。金属管激光切割加工设备备约占11.94%的市场份额,约为4800万元。 
  由于整机价格较高、维护成本及售后服务等多种因素限制,金属管激光切割加工设备的应用推广在我国收到了一定限制。国外中小功率激光切割设备使用金属管激光器是主流方向,因为稳定可靠的产品质量,更高的效率和更强大的功能,已经弥补了其价格高昂的问题。在国内,由于以往未能掌握金属管激光器技术,金属管激光器只能主要依赖从上述两家公司进口,在价格和供货量上受制于国外供应商,价格相对于玻璃管昂贵且返修成本高达金属管激光器购价1/4以上,国内企业批量采购及推广不积极,导致金属管激光器在国内应用规模较小,仅中高端客户认可并接受金属管激光加工设备,普及率较低。未来随着金属管激光器的国产化,我国中小功率金属管激光切割加工设备将逐步摆脱目前依赖进口的局面,这有利于降低金属管激光切割加工设备整机价格,使客户维修费用降至几百元,高性价比及良好的售后服务将促进中小功率金属管激光切割加工设备行业发展,加大金属管激光切割加工设备行业应用比例。预计2009年我国中小功率金属管激光切割加工设备市场占比将提高至11.96%,未来国产化金属管进入成熟阶段并形成规模化效应,金属管激光切割加工设备市场占比将保持稳定上升趋势。2008年-2012年我国中小功率激光切割加工设备产品结构变化趋势如下图所示:

图表 4  2008年-2012年我国中小功率激光切割加工设备产品结构变化趋势  

  2008年我国中小功率金属管激光切割加工设备市场规模为4800万元,2009年受全球金融危机影响市场增速放缓,随着我国的纺织服装、包装印刷、家具制造等下游行业的复苏、整合及产业升级以及金属管激光器实现国产化,我国中小功率金属管激光切割加工设备市场将出现跨越式发展,预计2009年-2012年行业复合增长率将达到39.20%,到2012年我国中小功率金属管激光切割加工设备市场规模将达到1.45亿元。

图表 5  2006年-2012年中国中小功率金属管激光切割加工设备市场规模及趋势 

2008年我国中小功率激光切割设备市场重点企业分析

  中国拥有激光设备制造企业上百家,其中,绝大多数都是以生产中小功率激光设备为主的企业。由于中小功率激光制造业门坎不高,因此充斥着众多的小企业,这也导致了行业内同质竞争严重,企业技术水平不高,实力不强等,绝大多数厂家因此只能以内销为主。 
  在中小功率激光切割领域,厂商知名的公司主要有大族粤铭、金运激光、博业激光和开天科技。这四家企业从销售额来看,约占国内中小功率激光切割机份额的60%。其中销售额和销售数量最大的是粤铭激光,排在第二位的是金运激光。从四家企业的销售额和销售量市场份额来看,金运激光的销售数量虽然较少,只占行业比重的9%,但是销售额却占到15%。主要原因为该公司产量质量过硬,售价相对较高;另一方面该公司高附加值产品金属射频管激光切割机销售量较大。


图表 6 2008年中国中小功率激光切割机重点企业市场份额对比(按销售额计)

  下图描述了2007年各重点企业销售额的市场占比,对比2007及2008年两年的销售占比图(图50和图52)可以发现,大族粤铭近两年在中小功率激光切割设备的市场份额出现了较大的下滑,这主要由于该企业近几年开始涉足大功率激光设备领域,因而在中小功率激光设备领域的业务出现了一定萎缩。而金运激光近三年均以30%左右的速度发展,且在金融海啸中受到的影响很小,市场分额仍然呈明显上升趋势。这主要得益于该公司专注于开发潜在市场,主动培养客户对其产品的需求,以客户为中心进行新产品的研发和推广的营销策略。

图表 7 2007年中国中小功率激光切割机重点企业市场份额对比(按销售额计) 

 这四家重点企业在不同的下游应用行业侧重点各自有所不同。博业激光主要优势主要在广告、工艺礼品、模型制造行业。大族粤铭的产品线较为分散,在纺织服装、玩具、广告、工艺礼品、印刷包装、模型制作、电子五金行业等都有涉及,但没有明显的优势领域。近两年,公司的发展重点已开始往大功率激光设备领域转移,在中小功率激光切割机上的优势逐渐转弱,由于受金融危机的影响,2009年上半年该公司的净利润仅为100.9万。大族粤铭具有一定的研发能力,但未掌握激光器技术。金运激光的产品线目前已经涉及纺织服装、产业用纺织品、广告及工艺品、包装印刷、电子、家具、金属加工等众多应用行业。特别是在纺织服装激光应用领域,金运激光在国内最早涉及,经过几年沉淀,已经确立了全球纺织服装激光应用第一品牌的绝对优势地位,在工艺、广告、产业用纺织品等领域,金运起步较早,也具有较为明显的优势。据了解,该公司目前已经初步掌握金属管激光器的制造技术,该公司可以自主研发运动控制系统,其推出的机型所使用的行业软件均为自主研发,软件开发能力在行业内处于领导地位。开天科技的产品主要应用于工艺礼品、纺织服装、广告,且在三个领域的发展相对均衡。另外,除了激光切割领域,公司在激光印章雕刻领域也有较好的发展。博业激光拥有七十余款激光设备产品,包括高速激光裁剪加工设备、高速激光切割设备、激光雕版加工设备等,主要应用行业为广告工艺及模型应用行业。 
  2008年,大族粤铭、金运激光、博业激光及开天科技三家公司产品毛利率分别为25%、43%、18%和20%。
  以下各图描述了这几家企业在重点应用行业的具体市场份额分布(按销售额计):

图表 8 服装、家纺行业中小功率激光切割机重点企业市场份额对比 

图表 9 产业用纺织品行业中小功率激光切割机重点企业市场份额对比  

图表 10 制鞋、箱包行业中小功率激光切割机重点企业市场份额对比 

图表 11 广告、工艺品行业中小功率激光切割机重点企业市场份额对比 

图表 12 电子、五金行业中小功率激光切割机重点企业市场份额对比  

各下游应用行业对中小功率激光切割机的市场规模及市场容量分析

  目前中小功率激光切割加工设备普及率较低,尚处于行业发展初期阶段,在服装家纺、包装印刷、家俱装饰等下游行业,激光加工设备的普及率尚不到2%。
  1、服装行业 
  根据行业数据统计,目前我国服装企业的数量约为6万家,而这当中,绝大多数为中小企业,其中人数在300人以下的企业,约占企业总数的3/4。根据国家统计局统计显示:2008年1-12月份,我国规模以上服装企业累计完成服装产量206.52亿件,占全行业服装总产量的45%左右,与2007年同期相比分别提高了4.80%。2008年全年我国服装行业产量为460亿件,与上年同期相比增幅为-10.16%。 
  作为我国经济的重要组成部分,未来服装行业将是激光切割机推广和发展的重要下游市场。而目前服装行业大部分采取的仍然是手工裁剪模式,只有少部分高端工厂采取电脑控制机械裁床进行自动化裁剪。随着先进数控使激光代替剪刀的功能不断地应用于服装纺织行业,激光作为传统工具的新型替代产品面临的市场前景广阔,但整体来说,激光裁剪还处在一个推广过程中,大面积的使用还需时日。 
  目前市面上主流的激光裁床的裁剪速度为1~3件/分钟,依此推算,2008年全国460亿件的服装产量相当于12.7万台服装裁床的总工作产能(以每台裁床工作速度为3件/分钟,并按每天工作8小时计),这一数字也大致相当于我国的6万余家服装生产企业平均每家企业购买两台激光切割机,市场容量超过36.2亿元。而目前,该行业内激光切割机的市场规模仅为2000台左右,市场规模约为5700万元。我国服装行业企业众多,大量中小企业的技术装备相对落后,亟待转型升级,因此近两年激光切割机在本行业的发展速度超过35%。对比目前2000台的规模和未来12.7万台以上的市场容量,我们不难看出,仅在服装行业,激光切割机就仍然有超过现有规模60倍以上的广阔市场发展前景。

  2、家纺行业 
  目前,激光切割机在家纺行业的典型应用主要包括家纺面料的开料、雕花打孔绣花、切割等等。与服装行业和产业用纺织布行业相比,打孔绣花是激光切割机在家纺行业的的典型应用之一。 
  目前,手工和刀模仍是我国绣花行业主流的裁剪方式,手工裁剪效率低、交货期长、生产方式落后,极易产生废品,严重影响绣花效果和绣品质量;刀模制作成本高、工期短,修改尺寸不方便,无法处理复杂图形,面对小批量更会增加成本,从而降低了产品和企业的竞争力。而市面上出现的激光绣花一体机则可以通过技术手段实现电脑绣花和激光切割、激光雕花的合而为一,并实现分层绣花切割、打孔、雕花等传统绣花工艺无法完成的功能,从而缩短加工流程及时间、提高效率,节约成本,提升产品品质,为客户创造更大价值。 
  我国传统的电脑刺绣机的生产比较集中于长三角与珠三角地区,据不完全统计,中国目前拥有的电脑刺绣机生产企业远超出100家以上,全国生产的电脑刺绣机已占全球70%左右。2007年,全国刺绣机产量约7万台,比1997年增长了6.5倍(其中,单头机增长了4.1倍,多头机增长了13.6倍);2008年受全球金融危机影响,全国刺绣机产量约为6万台。 
  激光绣花机是由传统的电脑刺绣机改装而成。尽管理论上每一台刺绣机都可进行技术改造成为激光绣花一体机,但考虑到技术改造的成本(一台国产桥架式绣花机的售价约为45万,而同类进口设备售价约为79万人民币)以及绣花加工中心的实际需要,通常电脑绣花机和激光绣花一体机的配置比例约为20:1至30:1,也就是说,每20至30台电脑绣花机可匹配一台激光绣花一体机。依照这一比例,如果仅仅将过去5年的传统绣花机行业进行技术改造,就将产生超过1.8万台的激光绣花一体机市场需求,保守估计约23.4亿元的潜在市场容量;此外,每年还新出厂的电脑刺绣机还将产生约3000台价值为3.9亿的市场需求.。而目前该领域的发展现状是仍处在起步阶段,市面上成型设备尚不足400台,市场规模约为5200万,且以超过40%的速度发展,市场前景广阔。

  3、产业用纺织品行业

  仅以汽车用纺织品为例,近年来,我国非织造布每年用于汽车工业的数量近7000万平方米,特别是近几年,轿车制造工业蓬勃发展,对非织造布等工业面料的需求量也是日益攀升,而这一数据仅占到非织造材料需求的两成。 
  中汽协的统计显示,22008年受金融海啸影响,我国汽车行业结束了近年来高速增长的势头,行业经济效益增速明显减缓,但我国的汽车产销量仍然分别达到934.51万辆和938.05万辆,同比分别增长5.21%和6.70%。汽车工业快速发展的背后,是汽车装饰面料用量的急聚增长,这就意味着汽车顶棚内饰面料、门板内饰面料、座椅套、安全气囊、安全带、顶棚非织造布、背衬、座椅套非织造布内衬、轮胎帘子布、纤维增强聚氨酯泡沫板、地毯等需求量较大、增长较快,而这无疑也为汽车配套企业提供了巨大商机,也为上游的裁剪设备企业带来了良好的发展机遇。 
  目前激光切割机在我国产业用纺织品行业的应用还处于初级阶段,2008年的市场销售量在600台左右,规模约为3500万元。近两年,激光切割机在我国产业用纺织品行业的应用逐步推广,对激光切割机的需求增长幅度均在50%以上。随着激光器的国产化带来的成本降低,激光切割设备的价格有望进一步调低,拉动越来越多的激光切割设备替代原有的刀具切割和热膜切割工艺。 
  按照我国纺织行业“十一五”规划的发展目标,2010年的纺织行业发展目标是全年纤维加工总量达3600万吨左右,其中产业用纺织品加工总量600万吨。如果采用激光切割机来完成裁剪工序,平均一天能完成大约0.5吨左右的加工量(依布料的材质和厚度不同,具体的重量有所区别),依次推算,本行业将产生4.8万台激光切割机的市场需求,大致相当于28亿元的市场容量。

  4、家具制造行业 
   2007年1-12月,全国软体家具累计产量为26,629,993件,比上年同期增长了23.62%。2008年1-12月,全国软体家具累计产量为32,526,097件。2009年1-5月,全国软体家具累计产量为12,781,199件,比上年同期降低了5.73%。 
  如果采用激光切割机来对软体家具的加工流程进行改造,平均一天能完成大约50套左右的加工量(依家具的类别、大小及工艺复杂程度,具体的加工数量有所区别),依此推算,仅软体家具行业每年就将产生大约2600台激光切割机的市场需求。而目前我国软体家具生产企业不到800家,仅占整个家具行业企业总数的五分之一。 
  2008年激光切割机在家居装饰行业的年销售量约为400台,规模在4000万元左右。近两年,激光切割机在我国家具制造业的需求增长幅度均在50%以上。未来本应用行业将产生超过现有规模10倍以上的市场需求,市场规模将超过2.6亿元。

  5、 广告行业 
  广告行业是激光切割机使用的传统行业,2008年广告及工艺礼品行业的市场销售量约为1800台,约4200万元的市场规模,并以每年超过20%的速度增长。据统计,目前在该行业内激光加工设备的普及率尚不足5%,随着行业的规模发展,将原有刀具加工设备升级为激光切割机的替代性需求将加速提升,未来本应用行业将产生5万台以上激光切割机的市场需求,达到11亿元人民币,约为目前市场规模的28倍。

图表 13 工艺礼品行业激光和机械刀具加工性能对比

 

 

 

激光加工

刀具加工

适合材料

竹木、塑料、亚克力、玻璃、石材、金属等各种超薄、易碎、脆、软、硬材料和合成材料

竹木、亚克力、塑料等,无法加工软质及易碎(石材、玻璃)材料

加工效果

对竹木、亚克力、金属雕刻、切割加工效果好、切面光滑;在玻璃、大理石等脆性材料上可雕刻,dpi可达300线以上

可对竹木雕刻和切割加工,精度较差,亚克力切割后截面粗糙,需要抛光、刮腻子等

加工效率

高,例如雕刻5cm*1cm“激光切割”四个字,需用时40秒

较低,例如雕刻5cm*1cm“激光切割”四个字需用时2分15秒

加工成本

每分钟约需0.008元包括激光器使用成本,电力费用

每分钟约需0.25元包括刀具成本,夹具成本和电力费用

加工面积

根据使用者要求任意选定加工面积

也可根据使用者要求任意选定,但面积越大投资成倍增长

材料使用率

较低

是否装夹

无接触加工方式,无需装夹

接触式加工,需装夹

污染

噪音

设备投入

一般

一般

接受程度

开始接受

广泛使用

推出时间

较早

   6、制鞋行业 
  自20 世纪 80 年代以来,随着制鞋行业的整体发展和我国皮革产品技术水平迅速提升,我国制鞋行业的加工水平有了质的飞跃,皮鞋生产技术和产品质量已经可以达到国际中档以上水平,产品也开始由低级次向中高级次发展。而国内皮鞋的销售比例由早期9%已上升至目前的30%左右,皮鞋消费群由原来的城市扩展至农村地区。
将激光应用于鞋材的下料和雕花工艺,是流行趋势向个性化发展的结果。当激光照射到鞋材表面时,由于瞬时高温,可将鞋材表面进行汽化,通过计算机控制激光运动和功率,从而形成各式花样的图案,生产出个性化十足的鞋材面料。 
  目前激光切割机在我国制鞋行业的应用还处于初级阶段,2008年的市场销售量在400台左右,规模约为2500万元。近两年,激光切割机在我国产业用纺织品行业的应用逐步推广,对激光切割机的需求增长幅度均在50%以上。随着激光器的国产化带来的成本降低,激光切割设备的价格有望进一步调低,拉动越来越多的激光切割设备替代原有的刀具切割和雕花工艺。 
  根据中国皮革协会理事长张淑华所发表的《2009年中国鞋业发展报告》,中国鞋年产量超过100亿双,2008出口为81.2亿双,金额达288亿美元,国内消费量达20多亿双,鞋业商品零售额达3000亿元人民币。如果采用鞋料切割解决方案来完成制鞋行业的切割工序,平均每台每天能完成大约5000双左右的加工量,依此推算,仅制鞋行业就将产生8000台激光切割设备的市场需求,保守估计约20亿的潜在市场容量。


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