【深度】激光切割产业发展及未来前景分析

激光切割成仍然是激光加工应用于最普遍的一项技术，脉冲激光限于于金属材料，倒数激光限于于非金属材料，后者是激光切割成技术的最重要应用领域。与计算机控制的自动设备融合，激光束具备无限的仿形切割成能力，切割成轨迹改动便利。

激光切割成无机械变形、无刀具磨损，更容易构建自动化生产。激光切割成普遍应用于钣金加工、金属加工、广告制作、厨具、汽车、灯具、锯片、乘载电梯、金属工艺品、纺织机械、粮食机械、眼镜制作、航空航天、医疗器械、仪器仪表等行业。特别是在钣金加工行业中已代替传统加工方式，颇受行业用户的注目。一、激光切割成工艺激光切割成利用低功率密度激光束太阳光被切割成材料，使材料迅速被冷却至汽化温度，冷却构成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞倒数构成宽度较宽的(如0.1mm左右)切缝，已完成对材料的切割成。

激光切割成可分成激光汽化切割成、激光熔融切割成、激光氧气切割成和激光划片与掌控脱落四类。1、激光汽化切割成利用低能量密度的激光束冷却工件，使温度很快下降，在十分较短的时间内超过材料的沸点，材料开始汽化，构成蒸气。这些蒸气的涌出速度相当大，在蒸气涌出的同时，在材料上构成切口。

材料的汽化热一般相当大，所以激光汽化切割成时必须相当大的功率和功率密度。激光汽化切割成多用作极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料、橡皮、泡沫等)的切割成。非同脉冲激光使这项技术可以应用于其他材料。金属中的自由电子吸取激光并轻微加剧。

激光脉冲不与熔融的粒子和等离子体反应，材料必要升华，没时间将能量以热量的形式传授给周围材料。皮秒脉冲激光材料时没显著的热效应，没熔融和毛刺构成。2、激光熔融切割成激光熔融切割成时，用激光冷却使金属材料熔融，然后通过与光束同轴的燃烧室喷吹非水解性气体(Ar、He、N等)，依赖气体的强劲压力使液态金属排泄，构成切口。

激光熔融切割成不必须使金属几乎汽化，所须要能量只有汽化切割成的1/10。激光熔融切割成主要用作一些容易水解的材料或活性金属的切割成，如不锈钢、钛、铝及其合金等，也可以用作切割成其他可熔材料，例如陶瓷。

3、激光氧气切割成（火焰切割成）激光氧气切割成原理类似于氧乙炔切割成。它是用激光作为加压热源，用氧气等活性气体作为切割成气体。喷出喷出的气体一方面与切割成金属起到，再次发生水解反应，释放出大量的水解热;另一方面把熔融的氧化物和熔融物从反应区喷出，在金属中构成切口。

由于切割成过程中的水解反应产生了大量的热，所以激光氧气切割成所必须的能量只是熔融切割成的1/2，而切割成速度相比之下小于激光汽化切割成和熔融切割成。激光氧气切割成主要用作碳钢、钛钢以及热处理钢等不易水解的金属材料。4、激光划片与掌控脱落激光划片是利用低能量密度的激光在脆性材料的表面展开扫瞄，使材料加热冷却出有一条小槽，然后产生一定的压力，脆性材料就不会沿小槽处开裂。

激光划片用的激光器一般为Q电源激光器和CO2激光器。掌控脱落是利用激光刻有槽时所产生的平缓的温度产于，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽插入。

二、激光切割成工艺及设备对比图表1:有所不同激光切割成工艺对比（单位：台）资料来源：ofweek产业研究院三、激光切割机市场发展现状分析在现代工业生产中，激光切割成更加被普遍应用于钣金、塑料、玻璃、陶瓷、半导体以及纺织品、木材和纸质等材料加工，在各大重工业轻工业领域的应用于也大大普及。激光切割成占到工业激光加工的40%以上，是激光加工行业中最重要的一项应用于技术。激光切割成在工程机械行业应用于方面，2010年之前，由于激光切割成设备价格高昂，一台大幅面激光切割机（配有4 kW激光器）售价近600万元人民币，国内使用大幅面激光切割机的企业并不多。

2003年到2009年间，在工业加工拒绝大大提高到推展下，国内企业大力引入激光切割成设备，如合肥日立引入5台大覆盖面积激光切割机、2台小覆面激光切割机，三一重工奠定了在3年内引入27台套大覆面面激光切割机计划。通过2008年和2009年的引入，有数15台套的激光切割机，配有于昆山重机、沈阳三一等企业。

徐工、山推等企业不甘落后陆续提到了激光切割机。2009年中旬激光微加工系统制造商JPSA计划把生产车间的面积不断扩大一倍，提升公司生产激光微加工（激光雕刻）系统的生产能力，以符合生产太阳能（还包括千瓦级）面板制造厂家的市场需求。

2011年以后，国内激光企业大力发展大功率光纤激光切割机，由于大功率光纤激光加工具备独有的加工优势，加工成本大幅度上升，同时融合多种灵活性的缴付方式，目前更加多的钣金加工企业、厨卫生产企业以及汽车部件加工企业更加多的用于激光切割机。最近几年激光加工设备以求较慢普及，2017年我国激光切割成成套设备销售量多达2.5万台。图表2:2013-2017年中国激光切割成设备销售量资料来源：ofweek产业研究院2017年全球激光加工设备市场规模为313.7亿美元，同比快速增长12%。

2017年中国激光设备市场销售总规模多达442亿元，其中激光切割成设备占到全国工业激光加工设备市场规模的46%。图表3:20103-2017中国激光切割成设备市场规模（单位：亿元）资料来源：ofweek产业研究院2017年中国激光切割成设备市场规模为203亿元，增长率为23%，其中中小功率激光切割成设备市场销售规模仍然维持较高的增长速度，其核心激光器构建了较高的国产化率。大功率激光切割机比起于中低功率激光切割机发展较早，对国外进口倚赖较小，进口高功率激光器价格居高不下，设备价格仍然十分低，市场增幅比较较低。

近几年，国产激光切割机技术有了突破性的发展，并朝着高功率、高精度、大幅面的方向会师。在中国智能生产大背景下，工业领域都呈现出从传统加工向高端生产转型的态势，中国激光切割成领域市场规模将仍然维持着高速发展的趋势。

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