Рынок лазерной обработки — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу (газовые лазеры, твердотельные лазеры, волоконные лазеры и другие), по типу лазера (фиксированный луч, движущийся луч и гибридный луч), по применению (резка, изготовление, сварка, сверление, гравировка, аддитивное производство и другие), по региону и конкуренции, 2019–2029 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок лазерной обработки оценивался в 125,8 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 9,8% до 2029 года.

Ключевые драйверы рынка

Достижения в области лазерных технологий

Одним из основных драйверов, продвигающих рынок лазерной обработки, является постоянное развитие лазерных технологий. За прошедшие годы был достигнут значительный прогресс в повышении мощности, эффективности и универсальности лазерных источников, используемых в промышленных приложениях. Например, разработка волоконных лазеров произвела революцию в лазерной обработке, предложив более высокое качество луча, повышенную надежность и более низкие требования к обслуживанию по сравнению с традиционными CO2-лазерами. Твердотельные лазеры также приобрели известность благодаря своей способности обеспечивать точную и стабильную производительность в широком диапазоне материалов, от металлов и пластика до керамики и композитов. Эти достижения в лазерной технологии расширили сферу применения лазерной обработки, позволив производителям достичь более высоких скоростей резки, улучшенного качества кромок и большей гибкости в проектировании и настройке. Кроме того, интеграция наносекундных, пикосекундных и фемтосекундных лазеров открыла новые возможности в микрообработке, сверхбыстрой лазерной обработке и задачах обработки деликатных материалов, таких как абляция тонких пленок и обработка полупроводников. Поскольку лазерная технология продолжает развиваться, а постоянные исследования и разработки направлены на увеличение плотности мощности, совершенствование систем доставки луча и улучшение управления процессом с помощью передовых механизмов мониторинга и обратной связи, рынок лазерной обработки готов к устойчивому росту. Производители в различных отраслях все чаще используют решения лазерной обработки, чтобы оставаться конкурентоспособными, извлекать выгоду из этих технологических достижений и удовлетворять растущие требования потребителей к точности, качеству и инновациям.

Растущее внедрение в автомобильной и аэрокосмической промышленности

Растущее внедрение технологий лазерной обработки в автомобильной и аэрокосмической промышленности представляет собой еще один значительный драйвер расширения рынка. Эти сектора требуют высокого уровня точности, надежности и эффективности в производственных процессах для соответствия строгим стандартам безопасности и нормативным требованиям. Лазерная обработка имеет несколько преимуществ по сравнению с традиционными методами в этих отраслях, включая возможность резки сложных форм с минимальными зонами термического воздействия, сварки разнородных материалов и маркировки компонентов постоянными высококонтрастными идентификаторами. В автомобильном производстве лазеры широко используются для резки листового металла для кузовных панелей, сварки таких компонентов, как выхлопные системы и аккумуляторные батареи, а также гравировки номеров деталей и логотипов. Переход к электромобилям (ЭМ) еще больше стимулирует спрос на лазерную сварку аккумуляторных элементов и сборку легких компонентов из современных материалов, таких как алюминий и армированные углеродным волокном полимеры. Аналогично, в аэрокосмической отрасли лазеры играют важнейшую роль в производстве лопаток турбин, панелей фюзеляжа и сложных компонентов для авиационных двигателей и конструкций. Лазерное сверление и резка обеспечивают точную обработку аэрокосмических сплавов, таких как титан и инконель, в то время как лазерная маркировка обеспечивает прослеживаемость и соответствие стандартам качества аэрокосмической отрасли. Поскольку производители автомобилей и аэрокосмической отрасли продолжают инвестировать в автоматизацию и цифровизацию для повышения эффективности производства и снижения затрат, технологии лазерной обработки останутся незаменимыми инструментами для достижения этих целей. Растущая сложность конструкций транспортных средств в сочетании с тенденцией к использованию легких материалов и электрических двигательных установок еще больше подчеркивает важность лазерной обработки в формировании будущего этих отраслей.

Переход к Индустрии 4.0 и интеллектуальному производству

Глобальный переход к Индустрии 4.0 и интеллектуальным производственным практикам стимулирует значительный рост рынка лазерной обработки. Индустрия 4.0 представляет собой интеграцию цифровых технологий, автоматизации и обмена данными в производственные процессы для создания интеллектуальных заводов, которые являются более эффективными, гибкими и реагирующими на требования рынка. Технологии лазерной обработки играют ключевую роль в этой трансформации, обеспечивая мониторинг в реальном времени, адаптивное управление и прогнозное обслуживание производственных процессов. Передовые лазерные системы, оснащенные датчиками и приводами, могут динамически регулировать такие параметры, как мощность, фокусировка и скорость подачи, для оптимизации операций резки, сварки и маркировки на основе анализа данных в реальном времени. Эта возможность не только повышает надежность процесса и качество продукции, но и сокращает время простоя и отходы материала, что приводит к повышению общей эффективности оборудования (OEE) и снижению производственных затрат. Более того, лазеры являются неотъемлемой частью процессов аддитивного производства, таких как селективная лазерная плавка (SLM) и лазерная порошковая плавка (LPBF), которые являются ключевыми компонентами инициатив, ориентированных на Индустрию 4.0, для быстрого прототипирования и производства по требованию сложных геометрий. Поскольку производители во всех отраслях используют цифровых двойников, искусственный интеллект (ИИ) и облачную аналитику для создания взаимосвязанных производственных экосистем, спрос на технологии лазерной обработки, которые могут легко интегрироваться в эти среды, продолжает расти. Лазерные системы, способные поддерживать удаленный мониторинг, алгоритмы предиктивного обслуживания и адаптивное управление процессами, необходимы для достижения масштабируемости, гибкости и целей устойчивости Industry 4.0. Используя возможности лазерной обработки на интеллектуальных заводах, производители могут достичь более высоких уровней операционной эффективности, настройки продукции и конкурентоспособности на мировом рынке

Основные проблемы рынка

Технологическая сложность и проблемы интеграции

Одной из существенных проблем, стоящих перед рынком лазерной обработки, является присущая лазерным системам технологическая сложность и связанные с ней проблемы интеграции. Технологии лазерной обработки охватывают широкий спектр приложений, включая резку, сварку, маркировку, гравировку и обработку поверхности, для каждой из которых требуются определенные лазерные источники, оптика и системы управления, адаптированные к требованиям материала и приложения. Поскольку лазерные технологии продолжают развиваться с такими инновациями, как волоконные лазеры, твердотельные лазеры и сверхбыстрые лазеры, производители сталкиваются с непростой задачей выбора правильной технологии и ее настройки в соответствии со своими точными потребностями. Эта сложность усугубляется разнообразием обрабатываемых материалов, от металлов и сплавов до пластика, керамики и композитов, каждый из которых обладает уникальными термическими, оптическими и механическими свойствами, которые влияют на результаты лазерной обработки. Интеграция лазерных систем в существующие производственные линии также может быть сложной задачей, требующей тщательного планирования, настройки оборудования и часто существенных изменений в инфраструктуре и рабочих процессах.

Более того, обеспечение бесшовной интеграции оборудования для лазерной обработки с другими автоматизированными системами, такими как роботизированные руки, станки с ЧПУ и устройства контроля качества, имеет решающее значение для максимизации эффективности и производительности. Проблемы совместимости между различными компонентами и программными платформами могут препятствовать оптимизации рабочего процесса и обмену данными, что приводит к неэффективности и задержкам. Производители должны инвестировать в комплексные программы обучения для операторов и обслуживающего персонала, чтобы гарантировать, что они обладают необходимыми навыками для эффективной эксплуатации и устранения неисправностей современных лазерных систем. Кроме того, быстрый темп технологической эволюции означает, что компании должны постоянно обновлять свое оборудование и программное обеспечение, чтобы оставаться конкурентоспособными, что еще больше увеличивает сложность и стоимость интеграции. Решение этих проблем требует тесного сотрудничества между поставщиками лазерных технологий, экспертами по автоматизации и конечными пользователями для разработки стандартизированных интерфейсов, оптимизации процессов интеграции и предоставления надежной технической поддержки на протяжении всего жизненного цикла оборудования.

Рассмотрение стоимости и окупаемость инвестиций (ROI)

Еще одной значительной проблемой для рынка лазерной обработки являются первоначальные затраты, связанные с приобретением и внедрением современных систем лазерной обработки, в сочетании с необходимостью продемонстрировать убедительную окупаемость инвестиций (ROI). Оборудование для лазерной обработки, особенно высокомощные волоконные лазеры и многоосевые лазерные системы, способные выполнять сложные задачи, представляют собой значительные капиталовложения для производителей. Первоначальная стоимость включает не только покупку лазерных источников, оптики и управляющего программного обеспечения, но также установку, обучение и текущие расходы на техническое обслуживание. Малые и средние предприятия (МСП) могут посчитать эти затраты непомерными, что ограничит их способность внедрять технологии лазерной обработки и эффективно конкурировать на рынке.

Более того, хотя лазерная обработка предлагает многочисленные преимущества, такие как высокая точность, скорость и универсальность, количественная оценка ощутимой окупаемости инвестиций может быть сложной для некоторых приложений и отраслей. Производители должны тщательно оценивать такие факторы, как экономия рабочей силы, сокращение отходов, улучшение качества продукции и более быстрое время выхода на рынок, чтобы оправдать инвестиции в лазерную технологию. Сложность расчетов окупаемости инвестиций еще больше усугубляется такими переменными, как материальные затраты, потребление энергии, соблюдение нормативных требований и колебания рыночного спроса. Отрасли с небольшими объемами и высокой номенклатурой производства могут испытывать трудности в достижении экономии за счет масштаба с помощью лазерной обработки, что затрудняет достижение благоприятной окупаемости инвестиций в разумные сроки.

Более того, текущие эксплуатационные расходы, включая потребление энергии и расходные материалы, такие как газы и оптика, вносят вклад в общую стоимость владения в течение жизненного цикла оборудования. Производители должны тщательно оценить эти затраты и разработать комплексный анализ затрат и выгод для принятия обоснованных решений об инвестировании в технологию лазерной обработки. Решение вопросов затрат и демонстрация четких показателей рентабельности инвестиций требуют сотрудничества между производителями лазеров, отраслевыми ассоциациями, финансовыми учреждениями и государственными учреждениями для разработки вариантов финансирования, стимулов и программ поддержки, которые способствуют более широкому внедрению технологий лазерной обработки в различных промышленных секторах

Основные тенденции рынка

Интеграция искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения

Одной из заметных тенденций, формирующих рынок лазерной обработки, является интеграция технологий искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) в лазерные системы и процессы. Алгоритмы ИИ и МО все чаще используются для оптимизации параметров лазера, прогнозирования и предотвращения отклонений процесса и автоматизации контроля качества в режиме реального времени. Например, системы на базе ИИ могут анализировать данные датчиков из лазерных процессов для динамической регулировки таких параметров, как мощность, скорость и фокусное расстояние, оптимизируя операции резки, сварки и гравировки для максимальной эффективности и качества. Алгоритмы МО также могут обучаться на основе исторических данных для прогнозирования потенциальных дефектов или аномалий в лазерной обработке, что позволяет проводить упреждающее обслуживание и минимизировать время простоя. Эта тенденция не только повышает точность и надежность лазерной обработки, но и поддерживает переход отрасли к интеллектуальным производственным практикам, позволяя адаптивным производственным процессам, которые разумно реагируют на изменяющиеся условия производства и требования клиентов.

Расширенное внедрение методов аддитивного производства (AM)

Еще одной важной тенденцией на рынке лазерной обработки является более широкое внедрение методов аддитивного производства (AM), таких как лазерное слияние порошкового слоя (LPBF) и прямое энергетическое осаждение (DED). Процессы AM используют лазерную технологию для создания трехмерных объектов слой за слоем из цифровых конструкций, предлагая преимущества с точки зрения свободы проектирования, эффективности материалов и возможностей быстрого прототипирования. Процессы AM на основе лазера позволяют производить сложные геометрии с высокой точностью и повторяемостью, что делает их идеальными для применения в аэрокосмической промышленности, медицинских устройствах, автомобильных компонентах и потребительских товарах. Интеграция современных лазерных источников и сканирующих систем улучшает процессы AM за счет улучшения разрешения, качества поверхности и скорости сборки. Поскольку отрасли стремятся сократить сроки выполнения заказов, настраивать продукты и оптимизировать цепочки поставок, ожидается, что спрос на лазерные решения AM будет расти, стимулируя инновации и инвестиции в технологии лазерной обработки.

Расширение в новые материалы и приложения

Значительной тенденцией, движущей рынок лазерной обработки, является постоянное расширение в новые материалы и приложения за пределами традиционных металлов. Технологии лазерной обработки все чаще применяются к разнообразным материалам, включая керамику, композиты, полимеры и даже биологические ткани. Например, лазеры используются для резки и сверления керамики в производстве электроники, сварки термопластиков в автомобильных компонентах и гравировки стекла в бытовой электронике. Разработка специализированных лазерных источников и методов обработки, адаптированных к этим материалам, расширила потенциальные возможности применения лазерной обработки в различных отраслях промышленности. Кроме того, достижения в области гибридной лазерной обработки, которая сочетает лазерную технологию с другими производственными процессами, такими как механическая обработка и 3D-печать, еще больше расширяют сферу применения лазеров. Поскольку отрасли изучают устойчивые материалы и легкие альтернативы, технологии лазерной обработки играют решающую роль в обеспечении точных, эффективных и экологически чистых производственных решений. Тенденция к исследованию новых материалов и приложений подчеркивает универсальность и адаптивность технологий лазерной обработки для удовлетворения меняющихся потребностей рынка и стимулирования инноваций в различных промышленных секторах.

Сегментарные данные

Сведения о применении

В 2023 году сегмент приложений для резки доминировал на рынке лазерной обработки и, как ожидается, сохранит свое доминирование в течение прогнозируемого периода. Операции по резке используют лазерную технологию для точной резки таких материалов, как металлы, пластики, керамика и композиты, с высокой точностью и минимальными зонами теплового воздействия. Эта возможность делает лазерную резку идеальной для отраслей, требующих сложных форм, жестких допусков и эффективного использования материалов, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и электроника. Системы лазерной резки предлагают преимущества по сравнению с традиционными механическими методами, обеспечивая более высокую скорость производства, снижение износа инструмента и возможность обработки широкого диапазона толщин и типов материалов. Например, автомобильная промышленность использует лазерную резку для изготовления панелей кузова, компонентов шасси и внутренней отделки с превосходным качеством кромок и минимальными искажениями. В аэрокосмической промышленности лазерная резка играет важнейшую роль в производстве турбинных лопаток, структурных компонентов и сложных геометрий для конструкций самолетов. Более того, достижения в области лазерных источников, включая волоконные лазеры и сверхбыстрые лазеры, продолжают расширять возможности резки за счет повышения энергоэффективности, качества луча и скорости резки. Поскольку отрасли все больше внимания уделяют точному производству, настройке и операционной эффективности, приложения лазерной резки готовы к дальнейшему расширению. Универсальность лазерной резки для различных материалов и ее интеграция с тенденциями автоматизации и цифрового производства укрепляют ее доминирование на рынке лазерной обработки, способствуя дальнейшему внедрению и инновациям в технологиях лазерной резки.

Региональные данные

В 2023 году Азиатско-Тихоокеанский регион стал доминирующей силой на рынке лазерной обработки и готов сохранить свое лидерство в течение всего прогнозируемого периода. Несколько факторов способствуют доминированию Азиатско-Тихоокеанского региона в этом сегменте рынка. Во-первых, в регионе находятся некоторые из крупнейших в мире производственных экономик, включая Китай, Японию, Южную Корею и Тайвань, которые в совокупности стимулируют значительный спрос на технологии лазерной обработки в различных отраслях, таких как автомобилестроение, электроника, производство полупроводников и потребительских товаров. Эти отрасли используют лазерную резку, сварку, маркировку и процессы аддитивного производства для достижения более высокой эффективности производства, точности и возможностей настройки. Более того, быстрая индустриализация и технологический прогресс в странах Азиатско-Тихоокеанского региона ускорили внедрение решений лазерной обработки для удовлетворения растущих потребностей внутреннего и международного рынка. Надежное развитие инфраструктуры региона, поддерживающая государственная политика и инвестиции в исследования и разработки еще больше способствуют инновациям и технологическому прогрессу в области применения лазерных технологий. Кроме того, Азиатско-Тихоокеанский регион выигрывает от сильной экосистемы производителей лазерного оборудования, научно-исследовательских институтов и квалифицированной рабочей силы, которые в совокупности стимулируют разработку и внедрение передовых решений лазерной обработки, адаптированных к потребностям местного рынка. Кроме того, растущее внимание к устойчивым производственным практикам и экологическим нормам в таких странах, как Китай и Япония, стимулирует отрасли внедрять технологии лазерной обработки, которые обеспечивают более высокую энергоэффективность и сокращение отходов материалов по сравнению с традиционными методами производства. Поскольку Азиатско-Тихоокеанский регион продолжает лидировать в производстве и технологических инновациях, в сочетании с растущими инвестициями в инициативы по автоматизации и цифровизации, ожидается, что спрос на решения для лазерной обработки будет расширяться в новых приложениях и отраслях. Эта траектория роста позиционирует Азиатско-Тихоокеанский регион как ключевой регион, формирующий будущее мирового рынка лазерной обработки, стимулирующий инновации, эффективность и конкурентоспособность в промышленном производстве в глобальном масштабе.

Последние разработки

• В мае 2024 года корпорация IPG Photonics, мировой лидер в области решений для волоконных лазеров, представила автоматизированную систему коллаборативных роботов (коботов), предназначенную для лазерной сварки и очистки в секторах изготовления и производства.
• В апреле 2024 года NUBURU, ведущий разработчик промышленной синей лазерной технологии высокой мощности и яркости, получил инвестиции в размере 3 миллионов долларов в свои обыкновенные акции от стратегических инвесторов, направленные на укрепление и расширение компании. NUBURU получила первые заказы на закупку от новых клиентов на развивающихся рынках. Передовая технология синего лазера компании позволяет выполнять сварку и детали быстрее и качественнее по сравнению с обычными лазерами, особенно в лазерной сварке и аддитивном производстве металлов, таких как медь, золото и алюминий. Промышленные синие лазеры NUBURU обеспечивают сварку без дефектов со скоростью, в восемь раз превышающей скорость традиционных методов, предлагая непревзойденную гибкость в лазерной обработке.

Ключевые игроки рынка

• Altec GmbH
• TRUMPF, INC.
• Amada Co. Ltd
• Bystronic Laser AG
• Epilog Corporation
• eurolaser GmbH
• Han's Laser Technology Industry Group Co.Ltd
• IPG Photonics Corporation
• Jenoptik AG
• Coherent, Inc.