Inleiding: De opkomst van fiberlasertechnologie en de verschuiving naar multidimensionale innovatie

De afgelopen jaren hebben industriële fiberlasers een snelle ontwikkeling doorgemaakt, van 20W pulsmarkering tot het snijden van dunne platen met een vermogen van kilowatts en vervolgens tot het snijden van dikke platen met meerdere kilowatts. Dit heeft de groei van veel laserbedrijven gestimuleerd. Door veranderende internationale omstandigheden en macro-economische schommelingen bevindt de laserindustrie zich echter in een vicieuze cirkel van homogene concurrentie en prijsoorlogen. Hoewel binnenlandse fiberlaserbedrijven indrukwekkende omzetcijfers van 1.5 tot 1.6 miljard RMB behalen, blijven de nettowinsten bescheiden. Dit geeft aanleiding tot diepgaande reflectie over de toekomstperspectieven van de fiberlaserindustrie.

De toepassingsmogelijkheden van lasertechnologie bevinden zich momenteel nog in een vroeg stadium, waarbij fiberlasers een enorm potentieel bieden in diverse sectoren. Met name in industriële toepassingen evolueren fiberlasers van "eenvoudig snijden" naar "multidimensionale productie", dankzij de voortdurende verbetering van processen zoals lasercladding , lassen en reinigen. Dit artikel onderzoekt de technologische evolutie en marktdoorbraken van fiberlasers, met de focus op hun toekomstige ontwikkeling, in het bijzonder op het gebied van lasercladding.

1. Toonaangevende internationale spelers: Hoogrendements- en ultrahoge vermogensverbeteringen

IPG, een wereldleider in fiberlasertechnologie, was een van de eersten die in 2016-2017, in samenwerking met binnenlandse fabrikanten, de industrialisatie van lasersnijtechnologie op kilowattniveau stimuleerde. In de lassector leverde IPG in 2017 's werelds krachtigste 120 kW fiberlaser aan een Japanse klant, waarmee het zijn systeemcapaciteiten in ultra-krachtige toepassingen demonstreerde.

IPG heeft ook continu geïnnoviseerd om de elektro-optische efficiëntie te verbeteren. Van een efficiëntie van meer dan 40% in 2014 tot de introductie van de YLS-ECO-serie in 2022 met een elektro-optische efficiëntie van meer dan 50%, is IPG's energiezuinige technologie uitgebreid naar krachtige modellen van 30 kW, waardoor het energieverbruik en de CO2-uitstoot van de apparatuur aanzienlijk worden verminderd. Deze ontwikkeling biedt ook een economischer energieoplossing voor langdurige processen zoals lasercladding.

2. De opkomst van binnenlandse spelers: systeemintegratie en vervanging van topniveau.

Reicod Laser heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt door in 2013 de 10 kW continue vezellasertechnologie te overtreffen en in 2021 een industriële laser van 100 kW te lanceren, wat een cruciale doorbraak betekende in de binnenlandse ultra-krachtige lasertechnologie. Tot nu toe heeft Reicod bijna 4,000 exemplaren van zijn lasers in de kilowattklasse geleverd, waarmee het marktleider is in China.

In het kader van de uitbreiding van het toepassingsgebied introduceerde Reicod in 2022 de "Flagship"-serie lasers, gericht op hoogwaardige sectoren zoals de automobielindustrie, de lucht- en ruimtevaart en de scheepsbouw. ​​Deze stap is bedoeld als vervanging voor geïmporteerde lasers in lasercladding- , las- en 3D-printtoepassingen. De eerste resultaten bij kleine series laten zien dat de lasers potentieel bieden voor systeemvriendelijke toepassingen in complexe productieprocessen.

3. Technologische divergentie: “Hoog vermogen + hoge helderheid” als concurrentievoordeel.

Chuangxin Laser heeft een "apparaatgerichte" strategie gehanteerd om de markt voor hoogvermogenlasers te betreden. Sinds 2018 introduceert het bedrijf lasers met een vermogen van 12 kW tot 50 kW en in 2020 is het "Kilowatt China Tour"-project van start gegaan, waarmee kilowattlasers van een "toeschouwers"-positie naar een marktstandaard zijn getransformeerd.

Chuangxin stelde een raamwerk voor laseroutput met hoge helderheid voor, met de nadruk op "één hoge, twee lage en drie bekledingslagen" om de kwaliteit van de laseroutput te verbeteren. Lasers met hoge helderheid verbeteren niet alleen de snijkwaliteit, maar ook de uniformiteit en hechtsterkte van de bekledingslagen bij laserbekleding , waardoor ze een belangrijke richting vormen voor procesverbeteringen.

4. Pompen en bundelcontrole bij 976 nm: een weg naar efficiëntie en flexibiliteit

Sinds de oprichting in 2015 heeft GW Laser zich gericht op de 976nm-pomptechnologie, waarmee de ontwikkeling en industrialisatie van lasers met hoge helderheid en efficiëntie wordt gestimuleerd. In 2017 lanceerden ze een 976nm-pompoplossing met een elektro-optische efficiëntie van meer dan 42%, gevolgd in 2021 door een 20kW ECO-serie laser met een efficiëntie van meer dan 45%, die energiezuinigere opties biedt voor lasercladding en andere langdurige processen.

Bij straalcontrole optimaliseert nLIGHT's "corona"-straaltechnologie de energieverdeling, waardoor de snijkwaliteit van dikke en middeldikke platen aanzienlijk verbetert. Deze technologie won in 2019 de Prism Award. GW Laser heeft ook de HBF- en CHF-straalmodi geïntroduceerd om de processtabiliteit van het snijden van dikke platen en lasercladding te verbeteren , waarmee de aanpasbaarheid van straalcontrole aan complexe toepassingsscenario's wordt aangetoond.

5. Laserbekleding: een nieuw groeigebied voor vezellasers en procesintegratie

Naarmate lasercladdingtechnologie zich verder uitbreidt in de revisie- en oppervlaktebehandelingssector, stelt deze hogere eisen aan de straalkwaliteit, vermogensstabiliteit en energie-efficiëntie van lasers. Momenteel worden in eigen land geproduceerde glasvezellasers van de kilowattklasse steeds vaker gebruikt voor lasercladdingreparaties aan grote rollen, hydraulische steunen en andere componenten, waarbij ze een goede economische en procesaanpasbaarheid aantonen.

Met de gecoördineerde ontwikkeling van materialen, processen en lasers in de toekomst zal lasercladding naar verwachting een belangrijke richting zijn voor de fiberlasermarkt om de "snijverzadiging" te doorbreken en uit te breiden naar hoogwaardige toepassingen. Van de apparatuur tot de processen zullen op maat gemaakte laseroplossingen voor lasercladding geleidelijk aan volwassen worden, waardoor fiberlasertechnologie zich verder zal ontwikkelen richting diepe integratie en gespecialiseerde deelgebieden.

6. Conclusie: Van homogene concurrentie naar gedifferentieerde ontwikkeling

De huidige "interne concurrentie" op de markt voor fiberlasers vindt zijn oorsprong in de grote homogeniteit van technologische ontwikkelingen en productpositionering in het verleden. Met IPG dat uitblinkt in efficiëntie, Reicod dat toonaangevend is in ultrahoog vermogen en systeemintegratie, Chuangxin dat innoveert met hoge helderheid en GW Laser dat de 976nm-technologie als eerste toepast, verschuift de markt van een "prijsoorlog" naar een "technologieoorlog".

Vooruitkijkend ligt de toekomst van fiberlasers in technologische differentiatie voor diverse toepassingsscenario's. Dit kan inhouden dat er doorbraken komen op het gebied van elektro-optische efficiëntie, dat er gefocust wordt op hoge helderheid en superieure straalcontrole, of dat er systeemvriendelijke laserbronnen worden ontwikkeld die geschikt zijn voor laserbekleding , lassen, reinigen en andere complexe processen. Alleen door te focussen op klantwaarde en technologische innovatie kan de Chinese fiberlaserindustrie de concurrentie met lage winstmarges achter zich laten en een nieuwe fase van hoogwaardige ontwikkeling ingaan.