2024年激光切割趋势和市场分析
激光切割机 在智能装备制造业中不可或缺,也是制造业走向高端化、智能化的关键角色之一。与传统加工设备相比,激光切割机加工能力更强,精度更高,加工效率也得到提升。
激光切割控制系统
1、激光行业复合增长率将达到 20% 在接下来的3年。
激光行业下游应用种类繁多,行业整体市场规模144亿,预计XNUMX年复合增长率达 20% 在接下来的3年。
A.激光产业链包括上游元器件及材料、中游激光器及设备、下游激光应用服务。产业链下游应用服务包括激光切割、焊接、打标、钻孔、医疗、化妆品、显示、增材制造等,其中激光切割是激光应用之一,可广泛应用于金属和非金属材料的加工。
B. 2018年激光行业市场规模达144亿,同比增长22.14%。其中激光元件市场规模28.8亿,同比增长22.03%,激光应用市场规模54.7亿,同比增长22.1%,激光设备市场规模60.5亿,同比增长22.22%。预计248.9年整体市场规模将达2024亿,年复合增长率为 20% 在接下来的3年。
2、小功率切割的成功经验在大功率领域的复制是未来最大的动力。
激光是上个世纪最重要的发明之一,近20年来,其在工业领域的应用不断发展壮大,取得了巨大的成功。激光切割技术是激光加工技术的重要组成部分,激光切割机应朝着以下方向发展: 数控激光切割机 按照高速、高精度的要求。为了满足新型激光切割机的要求,开发高效、高精度的激光切割数控系统,本课题采用双振镜扫描系统,二维直线电机工作台,实现振镜扫描运动与工作台运动的结合,提高了切割速度和精度,解决了振镜切割范围小的问题,实现了大规模加工。
3.激光切割控制系统的销售增长率预计将超过 30% 在接下来的3年。
未来3年中低功率激光切割设备需求复合增长率将达到17.99%,高功率需求复合增长率将达到38.49%。制造业的快速发展和传统工业制造技术的更新升级带动了激光切割设备的销售。2017年中低功率激光切割设备销售量达22,500万台,同比增长近 60% 相比2016年,2018年受宏观经济下行影响,销售量达26,000万台,同比增长15.6%;而大功率激光切割设备销售量则在2018年增长至6,250台,同比增长30.2%。考虑到整体行业年复合增长率高达 20% 及中低功率、高功率历史增速,预计在市场自然增长及存量替代作用下,2019-2024年中低功率激光切割设备销量分别为31200台/36816台/42707台,年复合增长率为17.99%;高功率激光切割机销量分别为9100台/12700台/16600台,年复合增长率为38.49%。
数控激光切割趋势
未来激光切割技术在发电机的选择上会更加多样化,发电机的电源类型会更加多样,能量输出会更加稳定,结构也会有一定的特点,激光切割机的使用成本会明显降低,对人体的危害也会明显减少。
数控激光切割技术的应用领域日益增多,三维切割、自动调焦、恒定光路等技术逐渐成熟,利用机载激光器以移动光束方式切割大幅面厚板的技术操作也将逐步完善。
1、数控激光切割技术的内涵分析。
总的来说,激光切割的工作原理是利用镜子将激光束加工成需要切割的材料,激光器在镜子的特定位置发出激光束,经过镜子折射后,激光束通过特制的透镜聚焦、聚焦。
激光切割过程中,辅助气体从喷嘴喷出,加入到激光聚焦光束中,最终形成一个蕴含强大能量的切割工具。激光切割的功率受喷嘴移动速度的影响,在被切割材料上的切割过程需要参考机床平台的运动轨迹来实现。数控激光切割主要用于切割金属,除了切割这种高硬度的材料外,不同的激光技术可以完成3维切割、皮革木材纸张切割和玻璃陶瓷切割等,激光直写技术还可以完成医疗操作活动。
在激光切割质量系统控制中,技术人员应合理调整不同聚焦镜片的位置,使用多轴运动控制卡控制滤光片的运动轨迹, CCD 光束。在数控激光控制活动中,技术人员应根据数控系统所能承受的加工板材尺寸,调整激光光束运动(X/Y轴)的定位速度。根据有效切割长度确定最大加工速度。在激光光束的方向加工中,切割的定位精度不正确
2、数控激光切割技术的发展趋势。
激光切割技术应用十分广泛,是数控机床生产中的一项精密技术,具有多种不同的模式和属性,不同类型的激光器具有不同的工作模式,而激光功率和光束偏振的不同决定了激光在切割过程中具有不同的模式稳定性。
新型激光加工技术主要有激光三维刻蚀、激光微结构制造、激光-SPM复合加工、准分子掩模刻蚀等。工业加工生产领域对数控激光技术的关注度越来越高,技术研发人员应认真分析数控激光切割技术的特点和应用现状,优化数控切割技术的应用模式。数控激光切割技术将向高速度、多自由度方向发展。由于近年来大功率数控激光切割机市场增长趋势明显,工业制造领域对激光切割机的需求总量持续上升。
为了满足市场需求的发展,在数控激光机生产制造领域,将出现高速高精度激光切割机、三维激光切割机、大幅面厚板激光切割机等专用激光切割机设备。激光切割机的切割能力逐步增强,切割工艺的适应性和自由度将不断提高。卧式激光切割机采用龙门移动光路加工技术,在切割的同时完成等离子云检测等操作。新型3D和 3D 采用双激光切割系统的激光切割机可以满足工业制造领域的高速切割要求,满足加工高难度零件的需求。使用光纤激光切割机设备还可以切割高硬度的材料,并且切割后的伤口表面整齐,有利于后期的涂层加工作业。
3、数控激光切割技术应用分析。
A、数控激光切割技术的一般标准分析。
目前激光切割机行业参数通用标准主要是德国激光切割机。数控激光切割技术的发展趋势是朝着消耗最少能源的方向发展,激光操作可用的工作气体类型适应性更强。目前数控激光技术领域常见的2款激光切割机分别是SLAB-D025激光器(2500W)和轴向快流激光(3000W)这2项激光切割技术代表了当前工业生产领域的主流发展内容。
SLAB-D025激光器的结构原理为平板放电、扩散冷却,它没有固定的气流装置,气体不需要流动,所以没有气体电源装置。该激光器的光束特性为TEM00模式,光束发散角为0。15mrad,激光输出窗口镜片寿命约40,000万小时,脉冲频率5000HZ,只有门脉冲功能。SLAB-D025激光切割机的工作气体种类较多,主要有:一氧化碳、氦气、氮气、二氧化碳等,本切割机还可以使用德国专用混合气体,混合气体总一氧化碳为6%,其它为94%。
这种激光切割机耗气量最少,只有0.2L/H。目前另一种主流的激光切割机是轴流快流机,其结构原理是轴流快流放电的运动特性,涡轮是气体流动装置,这种激光切割机耗气量比较大,可达35L/H,但切割效率最高。轴流快流数控激光切割机脉冲频率可调,具有超脉冲、超超脉冲多种功能,可输出2.5倍额定功率。(即一个 3000W 激光可以输出7500W 功率较大,穿孔、切割能力较强。
B、激光切割技术的发展前景分析。
激光切割技术的新市场向着超高精度作业领域发展,对激光切割的控制精度如切口的宽窄、切口的表面粗糙度等要求更高。激光切割市场加工的材料种类更加广泛,材料切割市场的新发展领域将进入纺织机械、食品机械、医疗机械、灯饰装饰、包装行业、船舶、汽车、航空和钢铁行业。激光加工发展的新市场有激光数控车床加工设备市场,应用领域包括磨料磨具、器件、机械、船舶、汽车、航空航天和钢铁行业。
采用运动控制器进行I轴伺服控制和N轴伺服控制,调整I/O输入输出方向,保证被切割材料的切面更加光滑,减少激光切割产生的边角毛刺的磨损。根据数控系统的硬件结构,对控制系统进行简化审计,采用主板(PC总线)控制整个激光加工系统。在激光切割技术开发中,重点对软件控制板功能进行优化升级。
结语
数控激光切割技术将会在新的领域发展,工业生产对激光加工产品的需求,要求技术人员不断开拓新的市场。为了提高数控激光切割技术的效率,技术人员应优化数控激光系统的控制板。其中,在数控激光切割的系统管理模块中,技术人员应做好系统数据库的管理。根据标准工艺库管理标准,实时监控激光切割方式,按照常见加工方式的要求对当前加工工艺参数进行检测,并分析行业工艺标准参数,修改不合理的工艺编制信息。