激光加工设备的应用及市场发展分析

激光设备（也称激光加工设备）是激光加工技术的载体，主要由光学系统、机械系统和数控系统组成，以激光器为核心，利用激光加工技术改造传统制造业的设备。主要产品包括各类激光打标机、焊接机、切割机、划片机、雕刻机、热处理机、三维成型机以及毛化机等。

激光加工设备属于技术、专业性较强的精密产品，已成为发展新兴产业、改造传统制造业的关键技术设备之一。目前激光加工设备已经或正在进入各个工业领域。

激光设备分类方式众多，市场上最常用的分类方式为按照激光器工作时的物理性质分类和按照其应用分类。

（1）按激光器工作时的物理性质区分，激光设备主要包括：气体激光器类、固体激光器类、半导体激光器类、液体激光器类、化学激光器类、自由电子激光器类等激光设备。目前广泛应用的主要为气体激光器类设备及固体激光器类设备。

气体激光器类设备是以二氧化碳、氦氖等气体作为激光工作物质的激光设备。

二氧化碳激光器因其效率高、光束质量好、功率范围大（几瓦至几万瓦）、能连续和脉冲输出、运行费用低等优点，成为气体激光器中最重要、应用最广泛的一种激光器。二氧化碳激光器输出的激光波长为 10.6 微米，波长较长，与非金属材料的耦合效率高，易于非金属表面吸收，广泛应用于服装家纺、广告工艺品、电子、印刷等非金属材料加工行业。此外，当气体激光器输出功率达到一定数值时，所产生的激光能量被金属材料吸收效果较好，因此大功率二氧化碳激光器设备也广泛应用于金属材料加工行业。

固体激光器类设备是以激光晶体等固体材料作为激光工作物质的激光设备。

固体激光器主要由激光工作物质（主要是激光晶体）、泵浦源、光学谐振腔等部分组成。固体激光器的泵浦源主要有灯泵浦、半导体激光泵浦、光纤泵浦等方式。固体激光器输出波长较短，与金属的耦合效率高，有利于金属表面吸收，对金属加工性能良好。因此固体激光器广泛应用于汽车、冶金、机械制造等金属加工领域。超快激光器是一种固体激光器，通常是以半导体作为激光泵浦，波长355~1064nm。

（2）按功能区分，激光设备主要包括：激光焊接机、激光雕刻机、激光切割机、激光打标机及其他激光加工设备等。

激光设备按功能分类

2017年全球激光加工设备市场规模为313.7亿美元，同比增长12%。2017年中国激光设备市场销售总规模超过442亿元，增速持续增长，达到14.8%。2010-2017年激光设备市场销售规模年均增长达到21.8%

2009-2017年中国激光设备行业市场规模及增长率

2017年激光设备产业规模的加速提升主要得益于传统激光加工的替代升级和新兴应用的需求增长。

（1）在传统激光加工领域，光纤激光设备凭借高性能和低成本优势持续替代CO2和YAG固体激光设备，光纤激光器和设备集成市场规模大幅提升。

（2）动力电池、OLED、消费电子脆性材料应用对激光设备需求每年超过70亿元，柔性OLED、玻璃等脆性材料应用对“紫外&超快”激光设备需求强劲，用于精密加工的超快激光设备需求增长。

超快激光具备独特的超短脉冲、超强特性，能以较低的脉冲能量获得极高的峰值光强等独特优势，成为激光加工行业最受关注度产品。与传统长脉冲激光及连续激光不同，超快激光有着超短的激光脉冲，这使得激光脉冲的频谱宽度相当大。这样宽的频谱在进行诸如原子能级研究，激光选键化学等方面都具有重要的应用。超快超强激光脉冲与物质的相互作用，是当前最活跃的研究课题之一，代表着当今激光前沿技术的发展方向。超快激光能解决许多常规方法难以达到的高、精、尖、硬、难等加工问题，实现令人惊奇的加工能力、加工质量和加工效率。

2014-2017年超快激光设备市场规模及增速

与整个激光设备市场相比，超快激光设备市场份额相对较小，但其增长速度是整个激光设备市场增长速度的两倍。以通快、相干、光谱物理、英诺激光等公司为代表的超快激光器应用呈现了快速稳健的增长。超快激光设备在增材制造、微材料加工、精准加工、精准医疗、薄玻璃切割、微纳加工等更多新型应用领域需求不断提升，2017年市场规模达到17.58亿元，增速超过35.2%。