Analýza stavu odvetvia a konkurenčného prostredia laserového zvárania

Laserové zváranie označuje metódu spracovania, ktorá využíva vysokú energiu laseru na spájanie kovov alebo iných termoplastických materiálov. Podľa rôznych pracovných princípov a prispôsobenia sa rôznym scenárom spracovania možno laserové zváranie rozdeliť na päť typov: tepelné vedenie, hlboké prenikanie, hybridné zváranie, laserové spájkovanie a laserové vedenie.

Ako nový typ zváracej metódy má laserové zváranie v porovnaní s inými tradičnými zváracími metódami výhody hlbokého prieniku, vysokej rýchlosti, malej deformácie, nízkych požiadaviek na zváracie prostredie, vysokej hustoty výkonu a neovplyvňovania magnetickými poľami. Nie je obmedzené na vodivé materiály, nevyžaduje pracovné podmienky vo vákuu a počas zváracieho procesu neprodukuje röntgenové žiarenie. Je široko používané v oblasti vysoko presnej výroby.

Analýza oblastí použitia laserového zvárania

Laserové zváranie má výhody vysokej presnosti, čistoty a ochrany životného prostredia, rôznych typov spracovateľských materiálov, vysokej účinnosti atď. a má širokú škálu aplikácií. V súčasnosti sa laserové zváranie široko používa v batériách, automobiloch, spotrebnej elektronike, optickej komunikácii a ďalších oblastiach.

(1) Napájacia batéria

Existuje mnoho výrobných procesov pre lítium-iónové batérie alebo batériové bloky a existuje mnoho procesov, ako napríklad zváranie tesnenia ventilov v nevýbušnom prostredí, zváranie jazýčkov, bodové zváranie pólov batérie, zváranie tesnenia krytu a krytu batérie, zváranie modulov a PACK. V iných procesoch je laserové zváranie najlepším postupom. Napríklad laserové zváranie môže zlepšiť účinnosť zvárania a vzduchotesnosť ventilu batérie v nevýbušnom prostredí; zároveň, pretože kvalita lúča laserového zvárania je dobrá, zvárací bod môže byť malý a je vhodný pre hliníkové pásy s vysokou odrazivosťou, medené pásy a úzkopásmové elektródy pre batérie. Pásové zváranie má jedinečné výhody.

(2) Automobil

Aplikácia laserového zvárania v procese výroby automobilov zahŕňa hlavne tri typy: laserové zváranie plechov s nerovnakou hrúbkou na mieru; laserové zváranie zostáv karosérie a podzostáv; a laserové zváranie automobilových dielov.

Laserové zváranie na mieru sa používa pri návrhu a výrobe karosérií automobilov. Podľa rôznych konštrukčných a výkonnostných požiadaviek karosérie automobilu sa plechy rôznych hrúbok, rôznych materiálov, rôzneho alebo rovnakého výkonu spájajú do celku pomocou technológie laserového rezania a montáže a potom sa lisujú do jedného dielu karosérie. V súčasnosti sa laserové zvárané polotovary široko používajú v rôznych častiach karosérie automobilu, ako sú výstužné dosky batožinového priestoru, vnútorný panel batožinového priestoru, podpery tlmičov, kryty zadných kolies, vnútorné panely bočných stien, vnútorné panely dverí, predná podlaha, predné pozdĺžne nosníky, nárazníky, priečne nosníky, kryty kolies, spojky B-stĺpikov, stredové stĺpiky atď.

Laserové zváranie karosérie sa delí hlavne na montážne zváranie, zváranie bočných stien a horného krytu a následné zváranie. Použitie laserového zvárania v automobilovom priemysle môže na jednej strane znížiť hmotnosť vozidla, zlepšiť mobilitu vozidla a znížiť spotrebu paliva; na druhej strane môže zlepšiť výkonnosť výrobku, kvalitu a technologický pokrok.

Použitie laserového zvárania automobilových dielov má výhody takmer žiadnej deformácie na zváranej časti, vysokej rýchlosti zvárania a žiadnej potreby tepelného spracovania po zváraní. V súčasnosti sa laserové zváranie široko používa pri výrobe automobilových dielov, ako sú prevodovky, zdviháky ventilov, pánty dverí, hnacie hriadele, hriadele riadenia, výfukové potrubia motorov, spojky, nápravy turbodúchadiel a podvozky.

(3) Mikroelektronický priemysel

V posledných rokoch sa s rozvojom elektronického priemyslu smerom k miniaturizácii objem rôznych elektronických súčiastok čoraz viac zmenšuje a postupne sa objavujú nedostatky pôvodných metód zvárania. Súčiastky sú poškodené alebo zvárací účinok nie je na štandardnej úrovni. V tejto súvislosti sa laserové zváranie vďaka svojim výhodám, ako je hlboké prenikanie, vysoká rýchlosť a malá deformácia, široko používa v oblasti mikroelektronického spracovania, ako je napríklad balenie senzorov, integrovaná elektronika a gombíkové batérie.

3. Stav vývoja trhu s laserovým zváraním

(1) Mieru penetrácie trhu je stále potrebné zlepšiť

V porovnaní s tradičnou technológiou obrábania má technológia laserového zvárania značné výhody, ale stále má problém s nedostatočnou mierou penetrácie pri propagácii aplikácií v nadväzujúcich odvetviach. Tradičné výrobné spoločnosti, vzhľadom na skoršie spustenie tradičných výrobných liniek a mechanických zariadení a dôležitú úlohu v podnikovej výrobe, nahrádzajú modernejšie výrobné linky laserového zvárania obrovské kapitálové investície, čo je pre výrobcov veľkou výzvou. Preto sú laserové obrábacie zariadenia v tejto fáze sústredené najmä v niekoľkých dôležitých priemyselných odvetviach so silným dopytom po výrobnej kapacite a zjavnou expanziou výroby. Potreby ostatných odvetví je stále potrebné efektívnejšie stimulovať.

(2) Stabilný rast veľkosti trhu

Laserové zváranie, laserové rezanie a laserové značenie spolu tvoria „trojku“ laserovej mechaniky. V posledných rokoch, vďaka pokroku v laserovej technológii a poklesu cien laserov a následným aplikáciám laserových zváracích zariadení, sa teší silnému dopytu po nových energetických vozidlách, lítiových batériách, zobrazovacích paneloch, spotrebnej elektronike mobilných telefónov a ďalších oblastiach. Rýchly rast tržieb na trhu s laserovým zváraním podporil rýchly rast domáceho trhu s laserovými zváracími zariadeniami.

Rozsah a tempo rastu čínskeho trhu s laserovým zváraním v rokoch 2014 – 2020

(3) Trh je relatívne fragmentovaný a konkurenčné prostredie sa ešte nestabilizovalo

Z pohľadu celého trhu laserového zvárania je vzhľadom na charakteristiky regionálnych a následných diskrétnych výrobných spoločností pre trh laserového zvárania vo výrobnom sektore ťažké vytvoriť relatívne koncentrovaný konkurenčný vzorec a celý trh laserového zvárania je relatívne fragmentovaný. V súčasnosti existuje viac ako 300 domácich spoločností zaoberajúcich sa laserovým zváraním. Medzi hlavné spoločnosti zaoberajúce sa laserovým zváraním patria Han's Laser, Huagong Technology atď.

4. Predpoveď vývojového trendu laserového zvárania

(1) Očakáva sa, že systém ručného laserového zvárania vstúpi do obdobia rýchleho rastu

Vďaka prudkému poklesu cien vláknových laserov a postupnému rozvoju technológie prenosu vlákien a ručných zváracích hláv sa ručné laserové zváracie systémy v posledných rokoch postupne stali populárnymi. Niektoré spoločnosti dodali na Taiwan 200 kusov a niektoré malé spoločnosti dokážu dodať aj 20 kusov mesačne. Zároveň popredné spoločnosti v oblasti laserov, ako napríklad IPG, Han's a Raycus, uviedli na trh aj zodpovedajúce ručné laserové produkty.

V porovnaní s tradičným argónovým oblúkovým zváraním má ručné laserové zváranie zjavné výhody v kvalite zvárania, prevádzke, ochrane životného prostredia a bezpečnosti a nákladoch na používanie v nepravidelných zváracích oblastiach, ako sú domáce spotrebiče, skrinky a výťahy. Ak vezmeme ako príklad náklady na používanie, operátori argónového oblúkového zvárania patria v mojej krajine do špeciálnych pozícií a na prácu musia mať certifikáciu. V súčasnosti sú ročné náklady na prácu skúseného zvárača na trhu najmenej 80 000 juanov, zatiaľ čo pri ručnom laserovom zváraní sa môže používať bežný typ zvárania. Ročné náklady na prácu operátorov sú iba 50 000 juanov. Ak je účinnosť ručného laserového zvárania dvojnásobná oproti argónovému oblúkovému zváraniu, náklady na prácu sa môžu ušetriť o 110 000 juanov. Okrem toho, argónové oblúkové zváranie si vo všeobecnosti vyžaduje leštenie po zváraní, zatiaľ čo laserové ručné zváranie si vyžaduje takmer žiadne leštenie alebo len mierne leštenie, čo šetrí časť nákladov na prácu leštiča. Celkovo je doba návratnosti investície do ručného laserového zváracieho zariadenia približne 1 rok. Vzhľadom na súčasnú spotrebu desiatok miliónov argónových oblúkových zváracích zariadení v krajine je priestor na nahradenie ručného laserového zvárania veľmi obrovský, čo znamená, že sa očakáva, že ručné laserové zváracie systémy budú v období rýchleho rastu.

Výhody ručného laserového zváracieho systému

(2) Oblasť použitia sa neustále rozširuje a laserové zváranie prináša nové možnosti rozvoja

Technológia laserového zvárania je nový typ technológie spracovania, ktorá využíva smerovú energiu na bezkontaktné spracovanie. Zásadne sa líši od tradičných metód zvárania. Dá sa integrovať s mnohými inými technológiami a vytvárať nové technológie a odvetvia, ktoré budú schopné nahradiť tradičné zváranie vo viacerých oblastiach.

S rýchlym rozvojom sociálnej informatizácie zažívajú mikroelektronika súvisiaca s informačnými technológiami, ako aj počítačový, komunikačný, spotrebný, integračný a ďalší priemysel rozmach a vydávajú sa na cestu neustálej miniaturizácie a integrácie komponentov. V tomto odvetví sú v súčasnosti naliehavými problémami, ktoré je potrebné prekonať, príprava, spájanie a balenie mikrokomponentov a zabezpečenie vysokej presnosti a spoľahlivosti produktov. V dôsledku toho sa vysokoúčinná, vysoko presná a nízkoškodná zváracia technológia postupne stáva neoddeliteľnou súčasťou podpory rozvoja súčasnej pokročilej výroby. V posledných rokoch sa laserové zváranie postupne rozširuje v oblastiach jemného mikroobrábania, ako sú batérie, automobily a spotrebná elektronika, ako aj vo vysoko komplexných oblastiach pokročilých technológií, ako sú letecké motory, raketové lietadlá a automobilové motory. Zariadenia na laserové zváranie priniesli nové rozvojové príležitosti.