레이저 용접 산업 현황 및 경쟁 환경 분석

레이저 용접은 레이저의 고에너지를 이용하여 금속이나 기타 열가소성 재료를 접합하는 가공 방법입니다. 다양한 작동 원리와 가공 상황에 따라 레이저 용접은 열전도 용접, 심용입 용접, 하이브리드 용접, 레이저 브레이징, 레이저 전도 용접의 다섯 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

새로운 용접 방식인 레이저 용접은 기존 용접 방식에 비해 용입 깊이가 깊고, 속도가 빠르며, 변형이 적고, 용접 환경에 대한 요구 조건이 낮고, 출력 밀도가 높으며, 자기장의 영향을 받지 않는다는 장점을 가지고 있습니다. 전도성 소재에만 국한되지 않고, 진공 작업 환경이 필요하지 않으며, 용접 과정에서 X선을 방출하지 않습니다. 따라서 고급 정밀 제조 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

레이저 용접 응용 분야 분석

레이저 용접은 높은 정확도, 친환경성, 다양한 소재 가공, 높은 효율 등의 장점을 가지고 있으며, 다양한 분야에 적용 가능합니다. 현재 레이저 용접은 배터리, 자동차, 가전제품, 광통신 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

(1) 전원 배터리

리튬 이온 배터리 또는 배터리 팩 제조 공정에는 방폭 밸브 밀봉 용접, 탭 용접, 배터리 극점 용접, 전력 배터리 셸 및 커버 밀봉 용접, 모듈 및 팩 용접 등 다양한 공정이 있습니다. 다른 공정에서는 레이저 용접이 가장 적합한 공정입니다. 예를 들어, 레이저 용접은 배터리 방폭 밸브의 용접 효율과 기밀성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 레이저 용접의 빔 품질이 우수하여 용접 지점을 작게 만들 수 있으며, 고반사율 알루미늄 스트립, 구리 스트립 및 협대역 배터리 전극에 적합합니다. 벨트 용접은 고유한 장점을 가지고 있습니다.

(2) 자동차

자동차 제조 공정에서 레이저 용접을 적용하는 분야는 크게 세 가지로 나뉜다. 두께가 다른 판의 레이저 테일러 용접, 차체 조립품 및 하위 조립품의 레이저 조립 용접, 자동차 부품의 레이저 용접이다.

레이저 테일러 용접은 차체 설계 및 제조에 사용됩니다. 차체의 다양한 설계 및 성능 요구 사항에 따라 두께, 재질, 성능이 서로 다르거나 동일한 플레이트를 레이저 절단 및 조립 기술을 통해 하나로 연결한 후, 스탬핑하여 차체 부품을 제작합니다. 현재 레이저 테일러 용접 블랭크는 트렁크 보강판, 트렁크 내부 패널, 쇼크 업소버 지지대, 리어 휠 커버, 사이드월 내부 패널, 도어 내부 패널, 프론트 플로어, 프론트 종방향 빔, 범퍼, 크로스 빔, 휠 커버, B필러 커넥터, 센터 필러 등 차체의 다양한 부품에 널리 사용되고 있습니다.

차체 레이저 용접은 주로 조립 용접, 사이드월 및 탑 커버 용접, 그리고 후속 용접으로 나뉩니다. 자동차 산업에서 레이저 용접을 활용하면 차량 무게를 줄이고, 기동성을 향상시키며, 연비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 제품 성능을 향상시켜 품질과 기술 발전을 이룰 수 있습니다.

자동차 부품에 레이저 용접을 사용하면 용접 부위의 변형이 거의 없고, 용접 속도가 빠르며, 용접 후 열처리가 필요 없다는 장점이 있습니다. 현재 레이저 용접은 변속기 기어, 밸브 리프터, 도어 힌지, 구동축, 스티어링 샤프트, 엔진 배기 파이프, 클러치, 터보차저 액슬, 섀시 등 자동차 부품 제조에 널리 사용되고 있습니다.

(3) 마이크로전자 산업

최근 전자 산업의 소형화 추세에 따라 다양한 전자 부품의 부피가 점점 작아지고 있으며, 기존 용접 방식의 단점이 점차 부각되고 있습니다. 부품이 손상되거나 용접 효과가 기대에 미치지 못하는 경우가 빈번하게 발생하고 있습니다. 이러한 맥락에서 레이저 용접은 깊은 용입, 빠른 속도, 작은 변형 등의 장점을 바탕으로 센서 패키징, 집적 전자, 버튼 배터리 등 미세 전자 가공 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

3. 레이저용접 시장의 발전 현황

(1) 시장 침투율은 아직 개선이 필요하다

레이저 용접 기술은 기존 가공 기술과 비교했을 때 상당한 이점을 가지고 있지만, 하위 산업에서의 응용 확대에 있어 침투율이 여전히 부족하다는 문제점을 안고 있습니다. 기존 제조업체들은 기존 생산 라인과 기계 장비를 조기에 도입하여 기업 생산에서 중요한 역할을 담당해 왔기 때문에, 더욱 발전된 레이저 용접 생산 라인을 대체하는 것은 막대한 자본 투자를 의미하며, 이는 제조업체에게 큰 과제입니다. 따라서 현 단계에서 레이저 가공 장비는 생산 능력에 대한 수요가 높고 생산량이 눈에 띄게 증가하는 몇몇 주요 산업 분야에 집중되어 있습니다. 다른 산업의 수요 또한 더욱 효과적으로 촉진해야 합니다.

(2) 시장규모의 꾸준한 성장

레이저 용접, 레이저 절단, 레이저 마킹은 레이저 기계의 "트로이카"를 구성합니다. 최근 몇 년 동안 레이저 기술의 발전과 레이저 가격 하락에 힘입어 레이저 용접 장비의 후속 응용 분야, 신에너지 자동차, 리튬 배터리, 디스플레이 패널, 휴대폰 가전 등 다양한 분야에서 수요가 크게 증가하고 있습니다. 레이저 용접 시장의 빠른 매출 성장은 국내 레이저 용접 장비 시장의 빠른 성장을 촉진했습니다.

2014-2020년 중국 레이저 용접 시장 규모 및 성장률

(3) 시장은 비교적 분산되어 있으며 경쟁 환경이 아직 안정되지 않았습니다.

전체 레이저 용접 시장 관점에서 볼 때, 지역 및 하류 개별 제조 기업의 특성으로 인해 제조 부문의 레이저 용접 시장은 상대적으로 집중된 경쟁 패턴을 형성하기 어렵고, 전체 레이저 용접 시장은 상대적으로 세분화되어 있습니다. 현재 국내에는 300개가 넘는 레이저 용접 기업이 활동하고 있으며, 주요 레이저 용접 기업으로는 한스 레이저(Han's Laser), 화공 테크놀로지(Huagong Technology) 등이 있습니다.

4. 레이저용접의 발전 추세 예측

(1) 핸드헬드 레이저용접 시스템 시장은 향후 급속한 성장기를 맞이할 것으로 전망된다.

파이버 레이저 가격의 급격한 하락과 파이버 전송 및 핸드헬드 용접 헤드 기술의 점진적인 발전 덕분에 핸드헬드 레이저 용접 시스템은 최근 몇 년 동안 점차 대중화되었습니다. 일부 회사는 대만에서 200대를 출하했고, 일부 소규모 회사는 월 20대까지 출하하기도 합니다. 동시에 IPG, Han's, Raycus 등 레이저 분야 선도 기업들도 해당 핸드헬드 레이저 제품을 출시했습니다.

핸드헬드 레이저 용접은 기존 아르곤 아크 용접과 비교하여 용접 품질, 작업, 환경 보호 및 안전, 그리고 가전제품, 캐비닛, 엘리베이터 등 비정규 용접 분야에서 사용 비용 측면에서 뚜렷한 이점을 제공합니다. 사용 비용을 예로 들면, 아르곤 아크 용접 작업자는 중국에서 특수 직위에 속하며, 작업을 위해서는 자격증이 필요합니다. 현재 시중에 판매되는 숙련된 용접공의 연간 인건비는 8만 위안 이상인 반면, 핸드헬드 레이저 용접은 일반 작업자의 연간 인건비가 5만 위안에 불과합니다. 핸드헬드 레이저 용접의 효율이 아르곤 아크 용접의 두 배라면 인건비를 11만 위안 절약할 수 있습니다. 또한, 아르곤 아크 용접은 일반적으로 용접 후 연마가 필요하지만, 레이저 핸드헬드 용접은 연마가 거의 필요하지 않거나 거의 필요하지 않아 연마 작업자의 인건비를 일부 절감할 수 있습니다. 전반적으로 핸드헬드 레이저 용접 장비의 투자 회수 기간은 약 1년입니다. 현재 국내에서 수천만 개의 아르곤 아크 용접이 소비되고 있기 때문에 핸드헬드 레이저 용접의 대체 공간이 매우 커서 핸드헬드 레이저 용접 시스템이 급속한 성장기를 맞이할 것으로 예상됩니다.

핸드헬드 레이저 용접 시스템의 장점

(2) 응용분야가 지속적으로 확대되고 있으며, 레이저용접은 새로운 발전 기회를 열어가고 있습니다.

레이저 용접 기술은 비접촉 가공을 위해 방향성 에너지를 적용하는 새로운 유형의 가공 기술입니다. 기존 용접 방식과는 근본적으로 다릅니다. 레이저 용접 기술은 다른 여러 기술과 통합되어 새로운 기술과 산업을 창출할 수 있으며, 더 많은 분야에서 기존 용접을 대체할 수 있습니다.

사회 정보화의 급속한 발전에 따라 정보기술 관련 마이크로일렉트로닉스, 컴퓨터, 통신, 가전제품 통합 등 다양한 산업이 급성장하고 있으며, 부품의 지속적인 소형화 및 집적화 추세에 있습니다. 이러한 산업의 배경 하에, 초소형 부품의 제조, 접합, 패키징을 실현하고 제품의 고정밀도 및 고신뢰성을 확보하는 것은 현재 극복해야 할 시급한 과제입니다. 따라서 고효율, 고정밀, 저손상 용접 기술은 점차 현대 첨단 제조 산업의 발전을 뒷받침하는 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다. 최근 레이저 용접은 전력 배터리, 자동차, 가전제품과 같은 미세 가공 분야뿐 아니라 항공기 엔진, 로켓 항공기, 자동차 엔진과 같은 고도로 복잡한 구조를 가진 첨단 기술 분야에서도 점차 활용도가 높아지고 있습니다. 레이저 용접 장비는 새로운 발전 기회를 열어주고 있습니다.