一、智能制造基礎技術

大功率激光技術主要應用于激光打標、激光切割、激光焊接與激光微加工（包含 3D 打印）等激光加工領域，是智能制造的基礎性技術。激光加工產業鏈上游為激光器及光學元器件、數控系統、伺服電機等輔助器件，中游為激光系統集成設備，下游是各類細分應用領域，其中激光器是激光加工產業鏈的核心部分。研究機構 Strategies Unlimited 數據顯示，2014 年全球激光器銷售額超過 25 億美元，激光系統集成設備銷售額達到 94 億美元。

激光加工產業鏈

激光加工設備及產品

激光切割機是利用經由聚焦的高功率密度光束照射工件，在光斑會焦點處的激光功率密度可以達到 106~109W/cm2，能夠產生 10000℃以上的局部高溫，使工件瞬間汽化，再配合輔助氣體將汽化的金屬吹走，從而將工件穿出一個很小的孔，隨著數控機床的移動，無數小孔連接成目標外形。由于激光切割的頻率非常高，所以每個小孔連接處非常光滑，切割出來的產品光潔度很高。

激光打標機打標原理是通過表層物質的蒸發露出深層物質，或者是通過光能導致表層物質的化學物理變化而"刻"出痕跡，或者是通過光能燒掉部分物質，顯出所需刻蝕的圖案、文字、條形碼等各類圖形。

激光焊接機是利用高能量激光對材料進行微小區域的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導向材料的內部擴散，將材料融化后形成特定熔池。它是一種新型的焊接方式，主要針對薄壁材料、精密零件的焊接，可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等，具有深寬比高、焊縫寬度小、變形小，焊接速度快，焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡單處理，焊縫質量高，可精確控制，聚焦光點小，定位精度高，易實現自動化等優點。目前激光焊接主要由激光復合焊和激光釬焊兩種方式。

兩種激光焊接方式對比

激光 3D 打印是根據系統內目標件的形狀參數，利用激光或其他精準加熱技術將金屬、陶瓷、塑料、砂等不同打印材料在指定位臵融化，每次制作一個具有一定微小厚度和特定形狀的截面，再把它們逐層粘結起來，就得到了立體的目標件。3D 打印技術是在現代 CAD/CAM 技術、激光技術、計算機數控技術、精密伺服驅動技術以及新材料技術的基礎上集成發展起來的。

激光 3D 打印多用于汽車制造。汽車制造方面：用于制造金屬汽車零部件的 3D 打印機銷售量在過去 10 年中增長顯著。汽車制造是 3D 打印機市場的主要增長領域之一。大多數汽車制造商正在從傳統的生產技術轉型到可高度定制的 3D 打印制造技術，以生產自己的功能部件和原型。

二、激光加工空間巨大

激光加工技術的核心是激光器。激光器按照激光介質分，一般可以分為 CO2 激光器、固體激光器和光纖激光器等。激光器是激光加工設備的核心零部件，激光器的種類和好壞直接決定了激光加工設備的加工工藝，產品質量和使用成本。

激光加工一般需要考慮激光功率、作用時間以及材料對能量的吸收效率等，不同的激光器適用于不同的加工工藝。一般來說 CO2 激光加工設備適用于金屬材料的加工，如激光打孔、切割或者焊接，而小功率的激光加工工藝，如激光打標、非金屬材料的切割等，一般采用固體激光器或者光纖激光器等。此外，光纖激光器功率范圍較廣，且具有免維護等特點，開始逐漸替代其他種類的激光加工設備。

全球激光器銷售額（按激光器分類百萬美元）

光纖激光器市場占比上升達到約 39%

激光系統集成設備市場全球規模接近百億美元。激光器一般通過系統集成進行銷售，如打標機、切割機、焊接機和 3D 打印機等，終端用戶很少直接單獨采購激光器，因此激光系統集成的發展趨勢與激光器相一致，系統集成市場容量一般是激光器市場的 3.6 倍左右。全球激光系統集成收入結構中，CO2 激光系統集成占比約 56%，主要原因是 CO2 激光器系統集成設備一般為高功率激光切割/焊接設備，是工業激光應用最廣泛的領域。

全球激光器市場及激光系統集成市場規模

激光切割領域，市場呈周期性滯漲。2008 至 2010 年國內激光切割設備的市場銷售收入增長率始終維持在 20%以上，2011 年開始增速開始下降，2013 年市場規模達到約 33 億元，增長率卻下降至 5%。這一現象主要由國內制造業整體呈下跌趨勢導致，需求激發有限，市場行情出現周期性滯漲。

國產激光切割設備目前已占優勢。以大功率激光切割設備為例，國內市場主要參與者為大族激光、華工科技、團結激光以及德國通快等。大族激光在大功率切割設備領域國內市占率已經超過 30%，裝機量位列全國第一，全球第四。

2009 -2013 年中國激光切割設備銷售情況

國內大功率激光切割設備市場分布

激光打標受消費電子需求拉動效應明顯，具有明顯“大小年”現象。2014 年大族激光打標設備實現銷售收入約 13 億元，較 2013 年增長約 67%。

激光 3D打印領域，金屬 3D打印目前占比較小，增速較快。3D打印技術報告《Wohler’s Report 2015》顯示，2014 年全球 3D 打印產品和服務市場增長了 35.2%，達到 41 億美元。據預測 2017 年市場規模會達到 60 億美元，而 2021 年將達到 110 億美元。目前金屬 3D 打印占 3D 打印份額較小，但增速更快：用于增材制造的激光器市場，2014 年增長 62%，2015 年預計增長 29%，是所有激光器子行業應用中增長最快的領域。2013 年底，全球金屬打印設備銷售翻番并且接近 350 臺，全球工業級金屬 3D 打印機售價可達 100 萬美元，以此計算全球激光 3D 市場空間已超過 3.5 億美元。

3D 打印市場份額