Analisi dello stato attuale del settore e del panorama competitivo della saldatura laser

La saldatura laser si riferisce a un metodo di lavorazione che utilizza l'elevata energia del laser per unire metalli o altri materiali termoplastici. In base ai diversi principi di funzionamento e adattandosi ai diversi scenari di lavorazione, la saldatura laser può essere suddivisa in cinque tipologie: saldatura a conduzione termica, saldatura a penetrazione profonda, saldatura ibrida, brasatura laser e saldatura laser a conduzione.

Rispetto ai metodi di saldatura tradizionali, la saldatura laser rappresenta una nuova tipologia di processo, caratterizzata da elevata penetrazione, velocità, minima deformazione, requisiti ambientali rigorosi, alta densità di potenza e insensibilità ai campi magnetici. Non è limitata ai materiali conduttivi, non richiede condizioni di vuoto e non produce raggi X durante il processo di saldatura. Per questo motivo, trova ampio impiego nella produzione di precisione di alta gamma.

Analisi dei campi di applicazione della saldatura laser

La saldatura laser presenta vantaggi quali elevata precisione, pulizia e rispetto dell'ambiente, possibilità di lavorare diversi tipi di materiali, alta efficienza, ecc., e ha una vasta gamma di applicazioni. Attualmente, la saldatura laser è ampiamente utilizzata in settori quali batterie, automobili, elettronica di consumo, comunicazioni ottiche e altri ancora.

(1) Batteria di alimentazione

Esistono numerosi processi di produzione per batterie o pacchi batteria agli ioni di litio, tra cui la saldatura di tenuta delle valvole antideflagranti, la saldatura delle linguette, la saldatura a punti dei poli della batteria, la saldatura di tenuta dell'involucro e del coperchio della batteria di potenza, la saldatura di moduli e pacchi. Tra questi, la saldatura laser è il processo migliore. Ad esempio, la saldatura laser può migliorare l'efficienza di saldatura e la tenuta all'aria della valvola antideflagrante della batteria; allo stesso tempo, grazie all'ottima qualità del fascio laser, il punto di saldatura può essere realizzato di piccole dimensioni, risultando adatta a strisce di alluminio ad alta riflettività, strisce di rame ed elettrodi di batterie a banda stretta. La saldatura a nastro presenta vantaggi unici.

(2) Automobile

L'applicazione della saldatura laser nel processo di produzione automobilistica comprende principalmente tre tipologie: saldatura laser di precisione di lamiere di diverso spessore; saldatura laser di assemblaggio di componenti e sottogruppi della carrozzeria; e saldatura laser di parti automobilistiche.

La saldatura laser su misura è impiegata nella progettazione e produzione di carrozzerie automobilistiche. In base alle diverse esigenze di progettazione e prestazioni della carrozzeria, lamiere di diverso spessore, materiale e con prestazioni diverse o uguali vengono unite tra loro tramite taglio laser e assemblaggio, per poi essere stampate e trasformate in componenti della carrozzeria. Attualmente, i pannelli saldati laser su misura sono ampiamente utilizzati in diverse parti della carrozzeria, come ad esempio la piastra di rinforzo del bagagliaio, il pannello interno del bagagliaio, il supporto dell'ammortizzatore, il copriruota posteriore, il pannello interno della parete laterale, il pannello interno della portiera, il pianale anteriore, le traverse longitudinali anteriori, i paraurti, le traverse, i copriruota, i connettori del montante B, i montanti centrali, ecc.

La saldatura laser della carrozzeria si suddivide principalmente in saldatura di assemblaggio, saldatura delle pareti laterali e del tetto, e saldatura successiva. L'utilizzo della saldatura laser nell'industria automobilistica consente, da un lato, di ridurre il peso dell'auto, migliorandone la maneggevolezza e il consumo di carburante; dall'altro, contribuisce a migliorare le prestazioni, la qualità e il progresso tecnologico del prodotto.

L'utilizzo della saldatura laser per i componenti automobilistici presenta i vantaggi di una deformazione pressoché nulla nella zona di saldatura, un'elevata velocità di saldatura e l'assenza di necessità di trattamento termico post-saldatura. Attualmente, la saldatura laser è ampiamente utilizzata nella produzione di componenti automobilistici quali ingranaggi di trasmissione, punterie, cerniere delle portiere, alberi di trasmissione, alberi dello sterzo, tubi di scarico del motore, frizioni, assi del turbocompressore e telai.

(3) industria della microelettronica

Negli ultimi anni, con lo sviluppo dell'industria elettronica verso la miniaturizzazione, il volume dei vari componenti elettronici si è ridotto sempre di più, e i limiti dei metodi di saldatura tradizionali sono gradualmente emersi. I componenti risultano danneggiati o la saldatura non è all'altezza degli standard. In questo contesto, la saldatura laser ha trovato ampio impiego nel campo della microelettronica, ad esempio per l'incapsulamento dei sensori, l'elettronica integrata e le batterie a bottone, grazie ai suoi vantaggi quali elevata penetrazione, velocità e minima deformazione.

3. Stato di sviluppo del mercato della saldatura laser

(1) Il tasso di penetrazione del mercato deve ancora essere migliorato

Rispetto alle tradizionali tecnologie di lavorazione meccanica, la tecnologia di saldatura laser presenta vantaggi significativi, ma soffre ancora di una scarsa diffusione nelle applicazioni a valle. Per le aziende manifatturiere tradizionali, a causa dell'introduzione precoce di linee di produzione e attrezzature meccaniche convenzionali, e del loro ruolo importante nella produzione aziendale, la sostituzione con linee di produzione di saldatura laser più avanzate richiede ingenti investimenti di capitale, il che rappresenta una grande sfida per i produttori. Pertanto, allo stato attuale, le apparecchiature per la lavorazione laser sono concentrate principalmente in alcuni settori industriali chiave con una forte domanda di capacità produttiva e un'evidente espansione della produzione. Le esigenze di altri settori necessitano ancora di essere stimolate in modo più efficace.

(2) Crescita costante delle dimensioni del mercato

La saldatura laser, il taglio laser e la marcatura laser costituiscono insieme la "troika" della meccanica laser. Negli ultimi anni, grazie ai progressi della tecnologia laser e al calo dei prezzi, le applicazioni a valle delle apparecchiature per la saldatura laser, come veicoli a energia alternativa, batterie al litio, pannelli display, telefoni cellulari ed elettronica di consumo, hanno registrato una forte domanda. La rapida crescita del fatturato nel mercato della saldatura laser ha favorito la rapida espansione del mercato nazionale delle apparecchiature per la saldatura laser.

Dimensioni e tasso di crescita del mercato cinese della saldatura laser nel periodo 2014-2020.

(3) Il mercato è relativamente frammentato e il panorama competitivo non si è ancora stabilizzato

Dal punto di vista dell'intero mercato della saldatura laser, a causa delle caratteristiche delle aziende manifatturiere regionali e a valle, è difficile che il mercato della saldatura laser nel settore manifatturiero formi un modello di concorrenza relativamente concentrato, e l'intero mercato della saldatura laser risulta piuttosto frammentato. Attualmente, sono oltre 300 le aziende nazionali impegnate nella saldatura laser. Tra le principali aziende del settore si annoverano Han's Laser, Huagong Technology, ecc.

4. Previsioni sull'andamento dello sviluppo della saldatura laser

(1) Si prevede che il settore dei sistemi di saldatura laser portatili entrerà in un periodo di rapida crescita

Grazie al forte calo dei costi dei laser a fibra e alla graduale maturazione della tecnologia di trasmissione a fibra e delle teste di saldatura portatili, i sistemi di saldatura laser portatili hanno guadagnato popolarità negli ultimi anni. Alcune aziende ne hanno spediti 200 a Taiwan, mentre altre, più piccole, ne spediscono anche solo 20 unità al mese. Allo stesso tempo, aziende leader nel settore laser come IPG, Han's e Raycus hanno lanciato sul mercato i rispettivi prodotti laser portatili.

Rispetto alla tradizionale saldatura ad arco di argon, la saldatura laser portatile offre evidenti vantaggi in termini di qualità di saldatura, operatività, rispetto dell'ambiente, sicurezza e costi di utilizzo in settori di saldatura non convenzionali come elettrodomestici, mobili e ascensori. Prendendo come esempio i costi di utilizzo, gli operatori di saldatura ad arco di argon sono figure professionali specializzate nel mio Paese e devono essere certificati per poter lavorare. Attualmente, il costo annuo della manodopera di un saldatore esperto sul mercato non è inferiore a 80.000 yuan, mentre la saldatura laser portatile può essere effettuata con un costo annuo della manodopera di un operatore medio di soli 50.000 yuan. Se l'efficienza della saldatura laser portatile è doppia rispetto a quella della saldatura ad arco di argon, si possono risparmiare 110.000 yuan sui costi di manodopera. Inoltre, la saldatura ad arco di argon generalmente richiede la lucidatura dopo la saldatura, mentre la saldatura laser portatile non la richiede quasi per niente, o solo leggermente, il che consente di risparmiare sui costi di manodopera per la lucidatura. Nel complesso, il periodo di ammortamento dell'investimento per un'attrezzatura di saldatura laser portatile è di circa 1 anno. Considerato l'attuale consumo di decine di milioni di saldatrici ad arco di argon nel paese, il potenziale di sostituzione con la saldatura laser portatile è enorme, il che fa prevedere una rapida crescita per i sistemi di saldatura laser portatili.

Vantaggi del sistema di saldatura laser portatile

(2) Il campo di applicazione continua ad espandersi e la saldatura laser sta aprendo nuove opportunità di sviluppo

La tecnologia di saldatura laser è una nuova tecnologia di lavorazione che applica energia direzionale per la lavorazione senza contatto. Si differenzia radicalmente dai metodi di saldatura tradizionali. Può essere integrata con molte altre tecnologie e dare origine a nuove tecnologie e settori industriali, che saranno in grado di sostituire la saldatura tradizionale in un numero sempre maggiore di ambiti.

Con il rapido progresso dell'informatizzazione sociale, la microelettronica legata alla tecnologia dell'informazione, così come l'integrazione di computer, telecomunicazioni ed elettronica di consumo, sono in forte espansione e stanno intraprendendo un percorso di continua miniaturizzazione e integrazione dei componenti. In questo contesto industriale, la realizzazione della preparazione, del collegamento e dell'imballaggio dei microcomponenti, garantendo al contempo elevata precisione e affidabilità dei prodotti, rappresenta oggi una sfida urgente da affrontare. Di conseguenza, la tecnologia di saldatura ad alta efficienza, precisione e basso impatto sta diventando gradualmente un elemento indispensabile a supporto dello sviluppo della produzione avanzata contemporanea. Negli ultimi anni, la saldatura laser ha registrato una crescente diffusione nei settori della microlavorazione di precisione, come batterie, automobili ed elettronica di consumo, nonché nelle strutture altamente complesse di settori tecnologici avanzati come motori aeronautici, razzi e motori automobilistici. Le apparecchiature per la saldatura laser hanno aperto nuove opportunità di sviluppo.