国内外工业激光发展现状与发展趋势浅析―中国光学光电子行业网

　激光具有高相干性、方向性、高强度的特质，很容 易获得很高的光通量密度，将强的激光束聚焦到介质上，利用激光束与物质相互作用的过程来改变物质的性质，这就是激光加工。激光加工技术随着光、机电、材 料、计算机、控制技术的发展已经逐步发展成为一项新的加工技术。激光加工具有加工对象广、变形小、精度高、节省能源、公害小、远距离加工、自动化加工等显 著优点，对提高产品质量和劳动生产率、实现加工过程自动化、消除污染、减少材料消耗等的作用愈来愈重要。激光加工主要应用在电子、汽车、机械制造、钢铁冶 金、石油、轻工、医疗器械、包装、礼品工业、钟表、民爆、服装、化妆品、烟草、航空航天等行业，而且应用范围越来越扩大，在激光打孔、激光毛化、激光切 割、激光焊接、激光热处理、激光打标、激光雕刻等方面已得到广泛应用。

　　《Industrial Laser Solutions 》发布的2011年全球激光市场回顾中表示，工业激光销售在去年获得前所未有的大丰收，当销售部门的电话停止响起时，我们没有经历2008年12个月一样的灾难。如表1所示，工业激光界经历了连续两年强劲的两位数的增长，2011年我们看到激光系统行业销售额打破70亿美元的上限，创造出历史新高，几乎站上71亿美元的关口。激光器的销售额也比2008年创纪录的数字增长了12%，几乎达到20亿美元的历史新高。

　　2011年有36家行业领先公司的财务报告显示都是盈利的，其中许多公司创出了销售额和利润的最高纪录。在每一个行业贸易展会上都弥漫着乐观的氛围，到场的参观者数创出新高，许多买家都准备在现场下订单，这大大振奋了许多公司业务员的信心。截至2011年最后一个月为止，一些领先供应商所收到的订单爆满，2012年第一季度的订单也是源源不断，生产线全线开工。

　　在2011年中全球工业激光打了一场漂亮的翻身仗。工业应用也逐渐成为激光技术最主要的应用之一。

　　一、国外工业激光现状与趋势

　　国外以美、德、日为代表的几个发达国家在激光加工产业领域的发展速度惊人，它们在主要的大型制造产业，如汽车、电子、机械、航空、钢铁等行业中基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入"光制造"时代。激光在工业制造中所显示出的低成本、高效率以及应用的巨大潜力，成为世界主要工业国家间互相竞争的动力，纷纷将激光技术作为本国重要的尖端技术给予积极支持，加紧制定国家级激光产业发展计划。美国通过其"精密激光机械加工(PLM)协会"来激励其新工艺技术的发展，力求使美国工业激光器技术在世界上处于领先的地位，并在世界市场中获得较大的份额。德国在1994年-2002年制订了国家激光发展计划，促使德国激光器和激光工业应用后来居上，位于世界领先地位。激光设备在德国汽车和机械制造中的广泛应用，使其在这些领域内的竞争能力近年来得到显著提高。并制订了德国"2002-2006光学促进计划"，将激光技术作为重中之重，认为未来所有制造加工业中有12%以上的加工工艺需要用激光技术来替代。除此之外，英国"阿维尔计划"、日本"激光研究五年计划"，甚至俄罗斯、韩国、新加坡、印度也制订有专门的激光技术发展计划。

　根据国际激光行业权威刊物《LASER FOCUS WORLD》每年发布的统计资料表明，全球激光器产业市场发展迅猛，激光产品销售每年平均以高于10%的速度增长，并呈现出加速增长的趋势。

　　激光工业装备制造企业由研究型的单台特种设备制造企业，发展到标准化、规模化生产的跨国公司。国外许多知名激光企业均通过兼并重组快速发展壮大。德国通快公司(Trumpf)通过兼并、重组，成为拥有7家从事激光产品生产的企业，成为当今世界上激光装备制造产业的霸主。美国相干公司(Coherent)在2001年初将医疗激光集团出售给以色列ESC／Sharplan公司后，购买了几家从事工业激光产品制造的公司，专著于工业激光领域的技术研究和产品开发。这些大型企业的形成，一方面推动了激光应用技术与产业走向新的发展阶段，另一方面也表明这些厂商正在谋求规模化发展，提升激光设备的性能价格比，以便垄断市场。

　　国外工业激光的发展趋势体现在以下几个方面：

　　1、鲜明的产品差异化特色，核心竞争力明显

　　鲜明的差异化产品特色也成为国外著名激光企业的核心竞争力。典型代表有：德国Trumpf公司生产的高功率轴快流CO2激光器和碟片激光器及其加工系统、德国Rofin公司生产的板条激光器、Synrad公司的射频激励连续中小功率激光器、Coherent公司的射频激励脉冲中小功率激光、美国PRC公司的轴流CO2激光器、IPG公司的光纤激光

　　2、新的应用领域不断拓展延伸

　　发达国家激光技术新应用开发速度惊人，它们在主要的大型制造业，如汽车、电子、机械、航空、钢铁等行业中基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入"光制造"时代。由于激光具有高的时间及空间分辨率，在需要高度精密加工的场合得到进一步推广和应用，如电子、半导体、微纳机械制造、生物、环保等行业。

　　3、产业链专业分工越来越细

　　国外激光产业发展的一个显著特点是产业链专业化分工越来越明细，相关器件达到了同行业最高水平，打造了一个完善的激光产业链。

　　美国的II-VI公司和德国的Kugler公司成为激光器光学镜片的著名专业供应商，产品覆盖全球。

　　德国Fraunhofer、Nutech研究所、汉诺威激光研究所、慕尼黑技术大学的IWB研究所是国际上进行激光技术应用开拓研究的专业机构，其研究开发的激光切割、焊接、熔覆、激光再制造等方面的工艺成果已广泛应用在奔驰、宝马、奥迪、大众等汽车公司和空客飞机公司。

　　德国Trumpf公司的系列轴快流CO2激光器产品中的射频电源和Rofin公司系列板条CO2激光器中射频电源、美国PNA公司CP系列激光器中的高压开关电源均由专门的电源公司为其提供。随着半导体激光器的普及，也诞生了Lumonics等几家著名的电源专业配套公司。

　　德国Precitec、HighYAG、Laser Mech、Laserline、Fraunhofer和Scansonic专等专业公司开发的激光切割头、焊接头和专用熔覆头成为各激光加工装备制造商的首选核心器件。

　　德国Siemens、日本Fanuc和西班牙Fago等专业公司开发的激光加工数控系统成为激光加工装备制造行业的垄断产品。[JF:Page]

4、传统激光器向高功率发展，新型激光器不断涌现

　　随着技术的进步和对高效率和高利润的不断追求，传统的气体和固体激光器逐渐向更高的功率和更高的性价比方向发展。如德国Trumpf推出的万瓦级轴快流CO2激光五轴切割、焊接和表面处理系统是这一发展趋势的典型代表。

　　美国、德国和日本成为新型激光器研发的主力军，新型激光器也成为推动激光产业发展壮大的核心。光纤激光器、半导体激光器、紫外激光器等新型激光器产品相继出现并日趋成熟。主要发展方向是高功率、高光束质量、高可靠性、高智能化、固态化和低成本。高亮度大功率半导体泵浦固态激光器、紫外激光器、超短脉宽固体激光器 (皮秒和飞秒)成为未来新型激光器发展的重点。

　　二、国内工业激光现状与发展趋势

　　我国激光技术研究与国外同时起步，是当时与国外技术差距最小的高科技领域。在国家"六五"至"十一五"科技项目的支持下，逐步形成了以华中科技大学和中科院四大光机为典型代表的研究机构，在激光器的一些核心技术研发上已形成较全面的技术成果，形成了5个国家级的激光技术研究中心。其中，激光技术国家重点实验室、激光加工国家工程研究中心、武汉光电国家实验室（筹）和最早开设激光学科的华中科技大学均坐落在武汉，成为我国激光技术的发源地。

　　我国激光加工产业一直呈指数增长，目前我国已经形成华中、珠三角、长三角、环渤海四大激光产业带，有21个省市、地区生产和销售激光设备，常年有定型产品生产和销售，并形成一定规模的企业有200家左右，以激光产品为主业的上市公司有两家。2008年全国激光产业销售总额达到了80亿元。

　　中国工业激光的发展也正在紧跟国际发展的趋势，主要体现在：

　　1、通过上市融资，龙头企业正在形成

　　中国第一个以工业激光为主打产品的上市公司是华工科技股份责任公司，2005年深圳大族激光公司紧跟着成为第二家工业激光上市企业。华工科技以生产高端的激光工业设备为主，大族激光以生产量大面广的低端激光工业设备为主。但大族激光通过2008年再次融资9亿元，目前正在向高端激光工业设备进军。2009年华工科技股份责任公司也实现了再次融资4.58亿元，将主要投向5个项目：高档数控等离子切割机生产线建设项目、先进固体激光器产业化项目、激光特种制造装备、半导体材料激光精密制造装备以及激光加工工艺研发中心建设项目。

　　2、走国际合作道路和引进高层次人才，核心竞争力正在形成

　　为应对市场竞争，中国工业激光企业必须形成自己的核心竞争力，以抗衡国外激光工业设备大量进入中国的现状。深圳大族激光公司正在建设激光研究院，聘请国内外知名激光专家进行研究工作，并聘用了曾在德国Rofin公司长期工作的吕启涛博士为公司的技术老总。华工科技公司也引进了阎大鹏博士，开发生产出了光纤激光器。武汉法利莱激光公司收购了澳大利亚激光企业，提升了激光切割机的技术水平。武汉华俄激光公司引进了俄罗斯的固体激光切割机技术，在国内首次成立了中俄合资的激光公司。

　3、国民经济支柱行业正在加大使用激光制造设备的力度

　　武汉钢铁公司正在建设"激光加工工艺研究中心"，并与激光企业联合开发激光冷轧板拼焊设备、东风汽车公司越来越重视轿车车身的激光焊接、南车集团也开始将激光设备用于火车制造、武昌造船厂已购买多台激光切割机。

　　4、中国激光产业链正在形成

　　随着市场的不断扩大，中国激光企业正在寻求自身的定位，逐步在形成产业链。如北京卓立汉光专门生产激光调节支架、广东许多中小企业专门生产激光设备的机箱、河南南阳生产气体激光器的风机、湖北老河口生产大型激光工作台、成都东骏激光公司专门生产固体激光晶体。

　　5、新一代工业激光器正在受到激光企业的重视

　　为在竞争中立于不败之地，国内龙头企业正在开发新一代工业激光器及其应用装备：光纤激光器、紫外激光器及其精密加工设备、大功率半导体激光器及其焊接、热处理设备、高功率碟片激光器及其焊接设备、高功率气体激光器及其切焊组合设备等。

        我国制造业正积极转型，这将带动激光产业的发展。例如：目前鞍山和温州都在积极建设激光及光电产业园。光电子产业作为新兴产业，将引领产业变革！

　　总之，随着中国由制造业大国向制造业强国转变，激光加工技术越来越受到制造业的重视，国内大型、重型企业也越来越关注激光加工设备的进展，中国激光加工行业的明天一定非常光明。特别是在中国产业转型阶段，激光加工作为先进的制造技术将会得到越来越广泛的应用。在第三次工业革命即将到来的背景下，我国加工将发展到一个新的台阶！

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