2020年中國(guó)激光切割控制系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展規(guī)模及行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析[圖]

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    （三）、預(yù)計(jì)未來(lái)三年激光切割控制系統(tǒng)銷量增速超過(guò) 30%

    未來(lái)三年中低功率激光切割設(shè)備需求復(fù)合增速達(dá) 17.99%，高功率需求復(fù)合增速達(dá) 38.49%。 中國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)制造技術(shù)的更新升級(jí)，帶動(dòng)了激光切割成套設(shè)備的銷售。2017 年，中低功率激光切割設(shè)備銷售數(shù)量達(dá)到 22500 臺(tái)，較 2016 年增長(zhǎng)了近 60%， 2018 年受到宏觀經(jīng)濟(jì)下行影響， 銷量達(dá)到 26000 臺(tái)，同比增長(zhǎng) 15.6%； 而高功率激光切割設(shè)備銷售數(shù)量 2018 年銷量將增長(zhǎng)至 6250 臺(tái)，同比增長(zhǎng) 30.2%。 綜合考慮整體行業(yè)高達(dá) 20%的復(fù)合增速及中低功率、高功率的歷史增速水平，預(yù)計(jì)在市場(chǎng)自然增長(zhǎng)與存量更新?lián)Q代下， 2019-2021 年中低功率激光切割成套設(shè)備銷量分別為 31200/36816/42707 臺(tái)，年復(fù)合增速 17.99%，高功率激光切割成套設(shè)備銷量分別為 9100/12700/16600 臺(tái)，年復(fù)合增速 38.49%。

    中低功率激光切割成套設(shè)備銷量（臺(tái)）

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    高功率激光切割成套設(shè)備銷量（臺(tái)）

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    三、數(shù)控激光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

    未來(lái)我國(guó)的激光切割技術(shù)在發(fā)生器的選擇上將會(huì)更具多樣性，發(fā)生器的動(dòng)力供應(yīng)類型更加多樣化，能量輸出更加穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)具有一定的特色，激光器切割機(jī)的使用費(fèi)用將會(huì)顯著降低，對(duì)人體的傷害也會(huì)顯著減少。

    數(shù)控激光切割技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷增多，我國(guó)三維立體切割、自動(dòng)聚焦和恒光路技術(shù)逐漸成熟，使用機(jī)載激光器通過(guò)移動(dòng)光束對(duì)大幅面厚板材進(jìn)行激光切割的技術(shù)操作也將逐步完善。

    （一） 、 數(shù)控激光切割技術(shù)的內(nèi)涵分析

    從整體上來(lái)說(shuō)，激光切割的工作原理是使用反射鏡處理激光束對(duì)被割材料進(jìn)行處理。激光器對(duì)反射鏡的特定位置發(fā)射激光束，經(jīng)過(guò)反射鏡折射之后，由一個(gè)特殊透鏡對(duì)激光束進(jìn)行聚攏對(duì)焦處理。

    在激光切割的過(guò)程中，輔助氣體由噴嘴噴出加入到激光對(duì)焦光束中，最終形成了蘊(yùn)含較強(qiáng)能量的切割工具。激光切割的功率大小受到噴嘴移動(dòng)速度的影響，被割材料上的切割處理需要參考機(jī)床平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)控激光切割主要用來(lái)切割金屬，除了切割這種高硬度的物質(zhì)，不同的激光技術(shù)能夠完成三維切割、皮革木頭紙張切割和玻璃陶瓷類切割等，使用激光直寫(xiě)技術(shù)還能夠完成醫(yī)學(xué)治療方面的操作活動(dòng)。

    在激光切割質(zhì)量系統(tǒng)控制中，技術(shù)人員應(yīng)該合理調(diào)整不同聚焦透鏡的位置，使用多軸運(yùn)動(dòng)控制卡，對(duì)濾光片與 CCD 光束運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行控制。在數(shù)控激光控制活動(dòng)中，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)中可承受加工板材尺寸的參數(shù)，合理調(diào)整激光束運(yùn)動(dòng)的定位速度（X/Y 軸）。根據(jù)有效切割長(zhǎng)度確定最大加工速度，在激光束的方向處理上，將切割的定位精度誤

    （二） 、 數(shù)控激光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)介紹

    激光切割技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，它是我國(guó)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)中的一種精密技術(shù)，它有多種不同的模式和屬性。不同的激光種類工作模式不同，激光功率和光束偏振的差異，決定了激光在切割過(guò)程中具有不同的模式穩(wěn)定性。

    激光加工新技術(shù)中主要有激光三維刻蝕、激光微結(jié)構(gòu)制造、激光 -SPM 復(fù)合加工和準(zhǔn)分子掩膜刻蝕等。我國(guó)工業(yè)加工和生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)控激光技術(shù)比較重視，技術(shù)研發(fā)人員應(yīng)該認(rèn)真分析數(shù)控激光切割技術(shù)的特征與應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)數(shù)控切割的技術(shù)應(yīng)用模式進(jìn)行優(yōu)化。我國(guó)數(shù)控激光切割技術(shù)將會(huì)向高速度和多自由度的方向發(fā)展，由于近年來(lái)國(guó)內(nèi)高功率數(shù)控激光切割機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，工業(yè)制造領(lǐng)域?qū)τ诩す馇懈顧C(jī)的需求總量不斷上升。

    為了迎合市場(chǎng)需求的發(fā)展，國(guó)內(nèi)數(shù)控激光機(jī)器生產(chǎn)與制造領(lǐng)域，將會(huì)出現(xiàn)高速高精激光切割機(jī)、三維立體激光切割機(jī)、大幅面厚板材激光切割機(jī)以及其他專用激光切割機(jī)設(shè)備等。激光切割機(jī)的切割能力逐漸增強(qiáng)，切割技術(shù)的適應(yīng)性和自由度也會(huì)不斷增加。橫向激光切割機(jī)使用龍門移動(dòng)光路處理技術(shù)，在切割的同時(shí)完成等離子云檢測(cè)等作業(yè)。新型的 2.5D 和 3D 激光切割機(jī)帶有雙激光器的切割系統(tǒng)能夠滿足工業(yè)制造領(lǐng)域中的高速切割要求，滿足對(duì)高難度零件進(jìn)行加工的需求。使用光纖激光切割機(jī)設(shè)備還能夠?qū)Ω哂捕鹊牟牧线M(jìn)行切割，并且切割之后的創(chuàng)面比較整齊，利于后期的涂裝加工作業(yè)。

    （三） 、 我國(guó)數(shù)控激光切割技術(shù)的應(yīng)用分析

    1、 數(shù)控激光切割技術(shù)的通用標(biāo)準(zhǔn)分析

    目前我國(guó)激光切割機(jī)的行業(yè)參數(shù)通用標(biāo)準(zhǔn)，主要為德國(guó)激光切割機(jī)等。數(shù)控激光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)向耗能量最省的方向發(fā)展，并且可供激光器運(yùn)轉(zhuǎn)的工作氣體種類適應(yīng)性更強(qiáng)。目前數(shù)控激光技術(shù)領(lǐng)域中常見(jiàn)的兩種激光切割機(jī)為 SLAB-D025 激光器（2500W）和軸快流激光器（3000W），這兩種激光切割技術(shù)代表了當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的主流發(fā)展內(nèi)容。

    SLAB-D025 激光器的結(jié)構(gòu)原理為板式放電、擴(kuò)散冷卻，它沒(méi)有固定的氣體流動(dòng)裝置，氣體無(wú)需流動(dòng)，因此無(wú)氣體動(dòng)力裝置。這種激光器的光束特性為 TEM00 模式，光束的發(fā)散角為 0.15mrad, 激光器輸出窗口鏡片壽命為 40000 小時(shí)左右，脈沖頻率為5000HZ，且僅有門脈沖功能。SLAB-D025 激光切割機(jī)的工作氣體種類較多，主要為一氧化碳、氦氣、氮?dú)?、二氧化碳等，這種切割機(jī)還可以使用德國(guó)專用的混合氣體，混合氣體的一氧化碳總量為 6%，其他氣體為 94%。

    這種激光切割機(jī)的耗氣量最省，僅為 0.2L/H。而當(dāng)前另一款主流的激光切割機(jī)為軸快流的機(jī)器設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)原理為快速軸流放電的運(yùn)動(dòng)特征，渦輪機(jī)為氣體流動(dòng)?xùn)|西裝置。這種激光切割機(jī)的耗氣量比較大，高達(dá) 35L/H，但是它的切割效率最高。軸快流數(shù)控激光切割機(jī)的脈沖頻率可以調(diào)節(jié)，具有超脈沖、特超脈沖的多種功能，可以輸出 2.5 倍的額定功率。（即 3000W 的激光器可以輸出 7500W 的功率），及其的穿孔能力和切割能力都比較強(qiáng)。

    2、 我國(guó)激光切割技術(shù)的發(fā)展展望分析

    我國(guó)目前已經(jīng)能夠獨(dú)立生產(chǎn)數(shù)控切割機(jī)，并且使用二氧化碳和光纖作為激光器的發(fā)生器，可以使用搭載式龍門激光切割，不會(huì)受到光路衰減的限制，其主要優(yōu)勢(shì)為切割中厚板材。

    激光切割技術(shù)的新市場(chǎng)朝著超高精度作業(yè)領(lǐng)域發(fā)展，激光切割的切口寬窄度和切口表面粗糙度等控制精度更高。激光切割市場(chǎng)處理材料的類型更加廣泛，材料切割市場(chǎng)中新的發(fā)展領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)入到紡織機(jī)械、糧食機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、燈具裝飾、包裝業(yè)、船舶、汽車、航空和鋼鐵工業(yè)等領(lǐng)域。激光加工開(kāi)發(fā)新市場(chǎng)包括激光數(shù)控車床加工設(shè)備市場(chǎng)，進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域主要包括磨具、器件、機(jī)械、船舶、汽車、航空和鋼鐵工業(yè)等領(lǐng)域。

    采用運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行軸 I 伺服控制和軸 N 伺服控制，調(diào)節(jié) I/O 輸入與輸出的方向，確保被割材料的切割表面更加平滑，降低激光切割中造成的邊角毛料磨損現(xiàn)象。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，進(jìn)行控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化審計(jì)，使用主板（PC 總線）實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)激光處理系統(tǒng)的控制。在激光切割技術(shù)的發(fā)展中，重點(diǎn)對(duì)軟件控制板塊功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。

    （四）、結(jié)語(yǔ)

    我國(guó)數(shù)控激光切割技術(shù)將朝著新的領(lǐng)域發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于激光處理類研發(fā)產(chǎn)品的需求，要求技術(shù)人員不斷開(kāi)發(fā)新的市場(chǎng)。為了提升數(shù)控激光切割技術(shù)的工作效率，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)數(shù)控激光系統(tǒng)的控制板塊進(jìn)行優(yōu)化。其中，數(shù)控激光切割的系統(tǒng)管理模塊中，技術(shù)人員應(yīng)該做好系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理工作。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工藝庫(kù)管理標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)激光切割模式進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督檢測(cè)，按照常用加工方法的要求進(jìn)行現(xiàn)行加工工藝參數(shù)的檢測(cè)，并且對(duì)比行業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行分析，對(duì)不合理的工藝編制信息進(jìn)行修改。