Lazer Kaynak Sektörünün Durumu ve Rekabet Ortamı Analizi

Lazer kaynağı, metalleri veya diğer termoplastik malzemeleri birleştirmek için lazerin yüksek enerjisini kullanan bir işleme yöntemidir. Farklı çalışma prensiplerine ve farklı işleme senaryolarına uyarlanarak, lazer kaynağı beş türe ayrılabilir: ısı iletim kaynağı, derin nüfuz kaynağı, hibrit kaynak, lazer lehimleme ve lazer iletim kaynağı.

Yeni bir kaynak yöntemi türü olarak lazer kaynağı, diğer geleneksel kaynak yöntemleriyle karşılaştırıldığında, derin nüfuz, yüksek hız, düşük deformasyon, düşük kaynak ortamı gereksinimleri, yüksek güç yoğunluğu ve manyetik alanlardan etkilenmeme gibi avantajlara sahiptir. İletken malzemelerle sınırlı değildir, vakum çalışma koşulları gerektirmez ve kaynak işlemi sırasında X ışınları üretmez. Yüksek hassasiyetli imalat alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Lazer kaynak uygulama alanlarının analizi

Lazer kaynak, yüksek hassasiyet, temiz ve çevre dostu olma, çeşitli malzeme türlerini işleme, yüksek verimlilik gibi avantajlara sahip olup geniş bir uygulama alanına sahiptir. Günümüzde lazer kaynak, güç bataryaları, otomobiller, tüketici elektroniği, optik iletişim ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

(1) Güç pili

Lityum iyon piller veya pil paketleri için birçok üretim süreci vardır ve patlamaya dayanıklı valf sızdırmazlık kaynağı, bağlantı kaynağı, pil kutup noktası kaynağı, güç pili gövdesi ve kapağı sızdırmazlık kaynağı, modül ve paket kaynağı gibi birçok işlem mevcuttur. Lazer kaynağı en iyi işlemdir. Örneğin, lazer kaynağı pil patlamaya dayanıklı valfinin kaynak verimliliğini ve sızdırmazlığını artırabilir; aynı zamanda, lazer kaynağının ışın kalitesi iyi olduğundan, kaynak noktası küçük yapılabilir ve yüksek yansıtıcılığa sahip alüminyum şerit, bakır şerit ve dar bantlı pil elektrotu için uygundur. Bant kaynağının benzersiz avantajları vardır.

(2) Otomobil

Otomobil üretim sürecinde lazer kaynağının uygulaması esas olarak üç türü kapsar: eşit olmayan kalınlıktaki plakaların lazerle özel kaynaklanması; gövde aksamlarının ve alt aksamların lazerle birleştirme kaynaklanması; ve otomobil parçalarının lazerle kaynaklanması.

Lazer kaynaklı özel kesim, otomobil gövdesinin tasarım ve imalatında kullanılır. Otomobil gövdesinin farklı tasarım ve performans gereksinimlerine göre, farklı kalınlıklarda, farklı malzemelerden, farklı veya aynı performansa sahip plakalar, lazer kesim ve montaj teknolojisiyle bir araya getirilerek bir bütün oluşturulur ve daha sonra gövde parçası haline getirilir. Günümüzde, lazer kaynaklı özel kesim levhalar, bagaj bölmesi takviye plakası, bagaj bölmesi iç paneli, amortisör desteği, arka tekerlek kapağı, yan duvar iç paneli, kapı iç paneli, ön taban, ön boyuna kirişler, tamponlar, çapraz kirişler, tekerlek kapakları, B sütunu bağlantı elemanları, orta direkler vb. gibi otomobil gövdesinin çeşitli parçalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Otomobil gövdesinin lazer kaynağı esas olarak montaj kaynağı, yan duvar ve üst kapak kaynağı ve sonraki kaynak işlemlerine ayrılır. Otomotiv sektöründe lazer kaynağının kullanımı bir yandan aracın ağırlığını azaltır, hareket kabiliyetini artırır ve yakıt tüketimini düşürür; diğer yandan da ürünün performansını, kalitesini ve teknolojik gelişimini iyileştirir.

Otomobil parçalarında lazer kaynağının kullanımı, kaynak bölgesinde neredeyse hiç deformasyon olmaması, yüksek kaynak hızı ve kaynak sonrası ısıl işleme gerek duyulmaması gibi avantajlara sahiptir. Günümüzde lazer kaynağı, şanzıman dişlileri, supap iticileri, kapı menteşeleri, tahrik milleri, direksiyon milleri, motor egzoz boruları, debriyajlar, turboşarj aksları ve şasiler gibi otomobil parçalarının üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

(3) Mikroelektronik endüstrisi

Son yıllarda, elektronik endüstrisinin minyatürleşme yönünde gelişmesiyle birlikte, çeşitli elektronik bileşenlerin hacmi giderek küçülmüş ve orijinal kaynak yöntemlerinin eksiklikleri giderek ortaya çıkmıştır. Bileşenler hasar görmüş veya kaynak etkisi standartlara uygun olmamıştır. Bu bağlamda, lazer kaynağı, derin nüfuz etme, yüksek hız ve düşük deformasyon gibi avantajları sayesinde sensör paketleme, entegre elektronik ve düğme piller gibi mikroelektronik işleme alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

3. Lazer kaynak pazarının gelişim durumu

(1) Piyasa penetrasyon oranının hala iyileştirilmesi gerekiyor

Geleneksel işleme teknolojisine kıyasla lazer kaynak teknolojisi önemli avantajlara sahip olsa da, alt sektörlerdeki uygulamalarının yaygınlaştırılmasında yetersiz penetrasyon oranı sorunu hala mevcuttur. Geleneksel üretim şirketleri, geleneksel üretim hatları ve mekanik ekipmanların daha erken devreye alınması ve kurumsal üretimde önemli bir rol oynaması nedeniyle, daha gelişmiş lazer kaynak üretim hatlarının değiştirilmesi büyük bir sermaye yatırımı anlamına gelir ve bu da üreticiler için büyük bir zorluktur. Bu nedenle, lazer işleme ekipmanları bu aşamada esas olarak güçlü üretim kapasitesi talebi ve belirgin üretim genişlemesi olan birkaç önemli sektörde yoğunlaşmıştır. Diğer sektörlerin ihtiyaçlarının daha etkin bir şekilde karşılanması gerekmektedir.

(2) Piyasa büyüklüğünde istikrarlı büyüme

Lazer kaynak, lazer kesim ve lazer markalama birlikte lazer mekaniğinin "üçlüsünü" oluşturmaktadır. Son yıllarda, lazer teknolojisindeki gelişmelerden ve lazer fiyatlarındaki düşüşten faydalanılarak, lazer kaynak ekipmanlarının alt sektör uygulamaları olan yeni enerji araçları, lityum piller, ekran panelleri, cep telefonları, tüketici elektroniği ve diğer alanlarda güçlü bir talep görülmektedir. Lazer kaynak pazarındaki gelir artışının hızlı bir şekilde büyümesi, yerli lazer kaynak ekipmanı pazarının da hızlı büyümesini teşvik etmiştir.

2014-2020 Çin lazer kaynak pazarının ölçeği ve büyüme oranı

(3) Piyasa nispeten parçalıdır ve rekabet ortamı henüz istikrar kazanmamıştır.

Lazer kaynak pazarının tamamı göz önüne alındığında, bölgesel ve alt kademe üretim yapan şirketlerin özelliklerinden dolayı, imalat sektöründe lazer kaynak pazarının nispeten yoğunlaşmış bir rekabet modeli oluşturması zordur ve lazer kaynak pazarının tamamı nispeten parçalanmış durumdadır. Şu anda, lazer kaynak işiyle uğraşan 300'den fazla yerli şirket bulunmaktadır. Başlıca lazer kaynak şirketleri arasında Han's Laser, Huagong Technology vb. yer almaktadır.

4. Lazer kaynak teknolojisinin gelişim trendi tahmini

(1) El tipi lazer kaynak sistemi pazarının hızlı bir büyüme dönemine girmesi bekleniyor.

Fiber lazerlerin maliyetindeki keskin düşüş ve fiber iletimi ile el tipi kaynak başlığı teknolojisinin kademeli olarak olgunlaşması sayesinde, el tipi lazer kaynak sistemleri son yıllarda giderek popüler hale geldi. Bazı şirketler ayda 200 adet Tayvan ürünü gönderirken, bazı küçük şirketler de ayda 20 adet gönderebiliyor. Aynı zamanda, IPG, Han's ve Raycus gibi lazer alanında önde gelen şirketler de ilgili el tipi lazer ürünlerini piyasaya sürdü.

Geleneksel argon ark kaynağına kıyasla, el tipi lazer kaynağı, ev aletleri, dolaplar ve asansörler gibi düzensiz kaynak alanlarında kaynak kalitesi, çalışma, çevre koruma ve güvenlik ile kullanım maliyeti açısından belirgin avantajlara sahiptir. Kullanım maliyetini örnek olarak ele alırsak, ülkemizde argon ark kaynağı operatörleri özel pozisyonlarda çalışmakta ve sertifika sahibi olmaları gerekmektedir. Şu anda piyasadaki deneyimli bir kaynakçının yıllık işçilik maliyeti 80.000 yuan'dan az değildir, oysa el tipi lazer kaynağında sıradan operatörlerin yıllık işçilik maliyeti sadece 50.000 yuan'dır. El tipi lazer kaynağının verimliliği argon ark kaynağının iki katı ise, işçilik maliyetinden 110.000 yuan tasarruf sağlanabilir. Ayrıca, argon ark kaynağı genellikle kaynak sonrası parlatma gerektirirken, el tipi lazer kaynağı neredeyse hiç parlatma gerektirmez veya sadece hafif bir parlatma gerektirir, bu da parlatma işçisinin işçilik maliyetinin bir kısmından tasarruf sağlar. Genel olarak, el tipi lazer kaynak ekipmanının yatırım geri ödeme süresi yaklaşık 1 yıldır. Ülkede şu anda on milyonlarca argon ark kaynağı cihazının tüketildiği göz önüne alındığında, el tipi lazer kaynak cihazlarının yerini alacak alan çok büyük olup, bu durum el tipi lazer kaynak sistemlerinin hızlı bir büyüme dönemine girmesine yol açacaktır.

El tipi lazer kaynak sisteminin avantajları

(2) Uygulama alanı genişlemeye devam ediyor ve lazer kaynağı yeni gelişim fırsatları sunuyor.

Lazer kaynak teknolojisi, temassız işlem için yönlü enerji uygulayan yeni bir işleme teknolojisi türüdür. Geleneksel kaynak yöntemlerinden temelde farklıdır. Birçok diğer teknolojiyle entegre edilebilir ve gelişmekte olan teknolojiler ve endüstriler yaratabilir; bu da daha fazla alanda geleneksel kaynak yöntemlerinin yerini alabilir.

Sosyal bilişim teknolojilerinin hızla gelişmesiyle birlikte, bilgi teknolojileriyle ilgili mikroelektronik, bilgisayar, iletişim, tüketici elektroniği entegrasyonu ve diğer sektörler hızla büyüyor ve bileşenlerin sürekli minyatürleştirilmesi ve entegrasyonu yoluna giriyor. Bu sektörün arka planında, mikro bileşenlerin hazırlanması, bağlanması ve paketlenmesinin gerçekleştirilmesi ve ürünlerin yüksek hassasiyet ve yüksek güvenilirliğinin sağlanması, şu anda aşılması gereken acil sorunlardır. Sonuç olarak, yüksek verimli, yüksek hassasiyetli, düşük hasarlı kaynak teknolojisi, çağdaş ileri imalatın gelişimini desteklemenin vazgeçilmez bir parçası haline gelmektedir. Son yıllarda, güç bataryaları, otomobiller ve tüketici elektroniği gibi hassas mikro işleme alanlarında ve ayrıca uçak motorları, roket uçakları ve otomobil motorları gibi yüksek karmaşıklıkta yapıya sahip ileri teknoloji alanlarında lazer kaynak kullanımı giderek artmıştır. Lazer kaynak ekipmanları yeni bir gelişim fırsatı sunmuştur.