Einleitung: Der Aufstieg der Faserlasertechnologie und ihr Wandel hin zu mehrdimensionaler Innovation

In den letzten Jahren haben sich die industriellen Faserlaser rasant weiterentwickelt, von der 20-Watt-Impulsmarkierung über das Dünnblechschneiden im Kilowattbereich bis hin zum Schneiden dicker Bleche im Multikilowattbereich, was das Wachstum vieler Laserunternehmen begünstigte. Angesichts der sich ändernden internationalen Bedingungen und der makroökonomischen Schwankungen ist die Laserindustrie jedoch in einem Zustand des homogenen Wettbewerbs und des Preiskampfs gefangen. Obwohl die einheimischen Faserlaserunternehmen beeindruckende Umsätze von 1,5 bis 1,6 Milliarden RMB erzielen, bleiben die Nettogewinne bescheiden, was zum Nachdenken über die Zukunftsaussichten der Faserlaserindustrie anregt.

Gegenwärtig befindet sich die Erforschung der Anwendung der Lasertechnologie noch im Anfangsstadium, wobei der Faserlaser ein enormes Potenzial in verschiedenen Bereichen bietet. Vor allem bei industriellen Anwendungen entwickeln sich Faserlaser vom “einfachen Schneiden” zur “mehrdimensionalen Fertigung” mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Verfahren wie Laserauftragschweißen, Schweißen und Reinigen. In diesem Artikel werden die technologische Entwicklung und die Marktdurchbrüche von Faserlasern untersucht, wobei der Schwerpunkt auf ihrer künftigen Entwicklung liegt, insbesondere in folgenden Bereichen Laserauftragschweißen.

1. Führende internationale Akteure: Fortschritte im Bereich Hocheffizienz und Ultra-Hochleistung

IPG, ein weltweit führendes Unternehmen in der Faserlasertechnologie, war eines der ersten Unternehmen, das 2016-2017 die Industrialisierung der Laserschneidtechnologie im Kilowattbereich in Zusammenarbeit mit einheimischen Geräteherstellern vorantrieb. Im Bereich Schweißen lieferte IPG 2017 den weltweit leistungsstärksten 120-kW-Faserlaser an einen japanischen Kunden und demonstrierte damit seine Systemfähigkeiten bei Anwendungen mit sehr hoher Leistung.

Auch bei der Verbesserung der elektro-optischen Effizienz hat IPG kontinuierlich Neuerungen eingeführt. Von einem Wirkungsgrad von mehr als 40% im Jahr 2014 bis zur Einführung der YLS-ECO-Serie im Jahr 2022 mit einem elektrooptischen Wirkungsgrad von mehr als 50% wurde die hocheffiziente Energiespartechnologie von IPG auf 30-kW-Hochleistungsmodelle ausgeweitet, wodurch der Energieverbrauch der Geräte und die Kohlenstoffemissionen erheblich reduziert werden. Diese Entwicklung bietet auch eine wirtschaftlichere Energielösung für lang andauernde Verarbeitungsszenarien wie Laserauftragschweißen.

2. Der Aufstieg der einheimischen Akteure: Systemintegration und High-End-Substitution

Mit der Überwindung der 10-kW-Faserlasertechnologie im Jahr 2013 und der Markteinführung eines 100-kW-Industrielasers im Jahr 2021 hat Reicod Laser einen entscheidenden Durchbruch in der heimischen Ultrahochleistungslasertechnologie erzielt. Bis heute hat Reicod fast 4.000 Einheiten seiner Laser der Kilowattklasse ausgeliefert und ist damit das führende Unternehmen auf dem heimischen Markt.

Im Bereich der Anwendungserweiterung brachte Reicod 2022 die Laser der “Flagship”-Serie auf den Markt, die auf High-End-Bereiche wie Automobilbau, Luft- und Raumfahrt und Schiffbau ausgerichtet sind. Dieser Schritt zielt darauf ab, importierte Laser in Laserauftragschweißen, Schweiß- und 3D-Druckanwendungen, die erste Erfolge bei Kleinserienaufträgen zeigen und das Potenzial systemfreundlicher Laser für komplexe Fertigungsprozesse verdeutlichen.

3. Technologische Divergenz: “Hohe Leistung + hohe Helligkeit” als Wettbewerbsschwerpunkt

Chuangxin Laser verfolgte eine “device-first”-Strategie, um in den Hochleistungsmarkt einzusteigen. Seit 2018 führt das Unternehmen Laser mit einer Leistung von 12 bis 50 kW ein und startet 2020 das Projekt “Kilowatt China Tour”, mit dem Kilowattlaser von einer “Beobachtung” zu einem Marktstandard werden sollen.

Chuangxin schlug einen Rahmen für die Laserleistung mit hoher Helligkeit vor, bei dem der Schwerpunkt auf “Eine hohe, zwei kleine, drei plattierte Schichten” liegt, um die Qualität der Laserleistung zu verbessern. Laser mit hoher Helligkeit erhöhen nicht nur die Schnittqualität, sondern verbessern auch die Gleichmäßigkeit und die Haftfestigkeit der aufgetragenen Schichten in Laserauftragschweißen, zu einer wichtigen Richtung für Prozessverbesserungen.

4. 976nm-Pumpen und Strahlsteuerung: Ein Weg zu Effizienz und Flexibilität

Seit seiner Gründung im Jahr 2015 konzentriert sich GW Laser auf die 976nm-Pumptechnologie und treibt die Entwicklung und Industrialisierung von Lasern mit hoher Helligkeit und hohem Wirkungsgrad voran. Im Jahr 2017 brachte GW Laser eine 976-nm-Pumplösung mit einem elektrooptischen Wirkungsgrad von über 42% auf den Markt, gefolgt von einem 20-kW-Laser der ECO-Serie mit einem Wirkungsgrad von über 45% im Jahr 2021, der energieeffizientere Optionen für Laserauftragschweißen und andere Szenarien mit langer Bearbeitungsdauer.

Bei der Strahlsteuerung optimiert die “Corona”-Strahltechnologie von nLIGHT die Energieverteilung, was die Qualität beim Schneiden von dicken und mitteldicken Blechen deutlich verbessert und mit dem Prism Award 2019 ausgezeichnet wurde. GW Laser hat außerdem die Strahlmodi HBF und CHF eingeführt, um die Prozessstabilität beim Schneiden dicker Bleche zu verbessern und Laserauftragschweißen, und zeigt die Anpassungsfähigkeit der Strahlsteuerung an komplexe Anwendungsszenarien.

5. Laser-Cladding: Ein neuer Wachstumsbereich für Faserlaser und Prozessintegration

Als Laserauftragschweißen Da sich die Technologie in den Bereichen Aufarbeitung und Oberflächentechnik weiter ausbreitet, werden von den Lasern höhere Strahlqualität, Leistungsstabilität und Energieeffizienz verlangt. Derzeit werden im Inland hergestellte Faserlaser der Kilowattklasse zunehmend für folgende Zwecke eingesetzt Laserauftragschweißen Reparaturen an großen Walzen, hydraulischen Stützen und anderen Komponenten, die eine gute wirtschaftliche und verfahrenstechnische Anpassungsfähigkeit aufweisen.

Mit der koordinierten Entwicklung von Materialien, Prozessen und Lasern wird der Blick in die Zukunft gerichtet, Laserauftragschweißen wird voraussichtlich eine Schlüsselrolle für den Faserlasermarkt spielen, wenn es darum geht, sich von der “Sättigung beim Schneiden” zu befreien und in High-End-Anwendungen zu expandieren. Von der Ausrüstungs- bis zur Prozessseite, maßgeschneiderte Laserlösungen für Laserauftragschweißen wird allmählich reifen und die Faserlasertechnologie in Richtung tiefer Integration und spezialisierter Teilbereiche vorantreiben.

6. Schlußfolgerung: Vom homogenen Wettbewerb zur differenzierten Entwicklung

Der derzeitige “interne Wettbewerb” auf dem Faserlasermarkt hat seinen Ursprung in der großen Homogenität der technologischen Wege und der Produktpositionierung in der Vergangenheit. Da IPG bei der Effizienz überragend ist, Reicod bei ultrahoher Leistung und Systemintegration führend ist, Chuangxin bei hoher Helligkeit innovativ ist und GW Laser bei der 976nm-Technologie Pionierarbeit leistet, verlagert sich der Markt von einem “Preiskrieg” zu einem “Technologiekrieg”.”

Die Zukunft der Faserlaser liegt in der technologischen Differenzierung über verschiedene Anwendungsszenarien hinweg. Dazu könnten Durchbrüche bei der elektro-optischen Effizienz, die Konzentration auf hohe Helligkeit und überlegene Strahlkontrolle oder die Entwicklung systemfreundlicher Laserquellen gehören, die sich an Laserauftragschweißen, Schweißen, Reinigen und andere komplexe Prozesse. Nur wenn sich die chinesische Faserlaserindustrie auf den Kundennutzen und die technologische Innovation konzentriert, kann sie den Wettbewerb mit niedrigen Gewinnen hinter sich lassen und eine neue Phase der hochwertigen Entwicklung einleiten.