激光的应用领域十分广阔，以激光器的下游领域划分，主要应用于材料加工与光刻、通信与光存储、科研与军事、医疗与美容、仪器与传感器、娱乐显示与打印领域。其中，根据《Laser Focus World》统计，材料加工相关的激光器收入2017 年达51.66亿美元，占比41.6%，是激光器第一大应用领域，通信与光学存储是激光器第二大应用领域，2017年占比34.1%。
参考观研天下发布《2018年中国激光行业分析报告-市场运营态势与投资前景研究》
激光设备是激光行业的另一主要的部分，激光设备由激光器、振镜、控制系统等组成，其分类与激光器的分类基本相同，按应用分类时，激光加工的激光设备需求占绝对优势地位。激光加工设备主要包括激光打标机、激光切割机、激光焊接机及其他设备等。根据OFweek产业研究的数据，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％，中国激光设备市场销售总规模则超过442亿元。
材料加工与光刻领域：激光设备在切割、焊接、打标等领域优势明显
在材料加工领域，工业激光器主要用于切割、焊接、打标、半导体、精加工等细分领域，市场空间大。具体的激光设备有激光切割设备、激光打标设备、激光钻孔设备、激光焊接设备、激光热处理设备、激光快速成型设备等等。根据OPTECH 的数据，2016年全球激光材料加工市场规模达126亿美元，同比增长6.8%，其中中国市场增长近20%。
激光切割
在20世纪70年代，激光首次开始应用于切割领域。激光切割的工作原理是：聚焦的激光束照到工件上，照射区域温度便会急剧上升，从而使得材料熔化或者气化。之后激光束穿透工件形成孔洞，随着光束沿着轮廓线移动，孔洞便会连续形成宽度很窄如0.1mm的切缝，材料切割也随之完成，这条窄缝的宽度几乎与聚焦的激光束相等。激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。
激光汽化切割：气化切割利用高能量密度的激光束加热工件，使得温度在非常短的时间内达到材料的沸点而使得材料开始气化而形成蒸汽，尽可能地减小了对周围材料的热效应影响。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料的切口也随之形成。气化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料、橡皮、泡沫等），超短脉冲激光使这项技术可以应用于其他材料。
激光熔化切割：用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹氮气或者氩气等惰性气体将液态金属吹走而形成切口。这些惰性气体本身不与切口中的熔化金属发生反应，并且可以保护切割边缘不被空气氧化。由于这种切割方式不需要使得金属汽化，因此耗费能量仅有气化切割的十分之一，主要应用在一些不易氧化的材料或活性金属，如不锈钢、钛、铝及其合金等，也可以用于陶瓷等其他可熔材料。
激光氧气切割（又名火焰切割）：不同于熔化切割，火焰切割采用氧气等活性气体作为切割气体，将氧气加压后吹进切口，一方面与被加热的金属产生燃烧氧化的化学反应，从中释放高达激光能量五倍的能量来辅助切割，另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹走从而形成切口。该种切割方式所需能量仅有熔化切割的一半，且切割速度远高于气化和熔化切割，主要应用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
激光切割因其优良的性质和较好的切割效果，在钣金加工、金属加工、广告制作、厨具、汽车、灯具、锯片、升降电梯、金属工艺品、纺织机械、粮食机械、眼镜制作、航空航天、医疗器械、仪器仪表等行业拥有非常广泛的应用，特别是在钣金加工行业中深受青睐，逐步实现对于传统加工方式的替代。相比数控剪床、冲床、传统火焰切割、等离子切割、高压水切割等传统切割方式，激光具备切割质量好、效率高、速度快、非接触式切割、切割种类多五大优势。
激光切割作为激光材料加工最重要的领域，市场规模较大。根据OFweek统计，中国激光切割设备占全国工业激光加工设备市场规模的46％，2017年中国激光切割设备市场规模也达到203亿元，同比增23％，其中中小功率激光切割设备市场销售规模一直保持较高的增长速度，其核心激光器实现了较高的国产化率。大功率激光切割机相比于中低功率激光切割机发展较晚，对国外进口依赖较大，进口高功率激光器价格居高不下，设备价格依然非常高，市场增幅相对较低。
参考观研天下发布《2018年中国激光行业分析报告-市场运营态势与投资前景研究》
2014-2017全球激光器应用市场情况
资料来源：观研天下整理
激光设备是激光行业的另一主要的部分，激光设备由激光器、振镜、控制系统等组成，其分类与激光器的分类基本相同，按应用分类时，激光加工的激光设备需求占绝对优势地位。激光加工设备主要包括激光打标机、激光切割机、激光焊接机及其他设备等。根据OFweek产业研究的数据，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％，中国激光设备市场销售总规模则超过442亿元。
激光加工设备组成与应用
资料来源：观研天下整理
激光加工设备主要结构及原理
资料来源：观研天下整理
中国各激光设备应用领域销售收入
资料来源：观研天下整理
材料加工与光刻领域：激光设备在切割、焊接、打标等领域优势明显
在材料加工领域，工业激光器主要用于切割、焊接、打标、半导体、精加工等细分领域，市场空间大。具体的激光设备有激光切割设备、激光打标设备、激光钻孔设备、激光焊接设备、激光热处理设备、激光快速成型设备等等。根据OPTECH 的数据，2016年全球激光材料加工市场规模达126亿美元，同比增长6.8%，其中中国市场增长近20%。
2017年全球材料加工领域激光器应用情况
资料来源：观研天下整理
常用的材料加工激光设备一览
资料来源：观研天下整理
OPTECH统计的全球材料加工相关激光系统市场规模
资料来源：观研天下整理
激光切割
在20世纪70年代，激光首次开始应用于切割领域。激光切割的工作原理是：聚焦的激光束照到工件上，照射区域温度便会急剧上升，从而使得材料熔化或者气化。之后激光束穿透工件形成孔洞，随着光束沿着轮廓线移动，孔洞便会连续形成宽度很窄如0.1mm的切缝，材料切割也随之完成，这条窄缝的宽度几乎与聚焦的激光束相等。激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。
激光汽化切割：气化切割利用高能量密度的激光束加热工件，使得温度在非常短的时间内达到材料的沸点而使得材料开始气化而形成蒸汽，尽可能地减小了对周围材料的热效应影响。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料的切口也随之形成。气化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料、橡皮、泡沫等），超短脉冲激光使这项技术可以应用于其他材料。
激光熔化切割：用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹氮气或者氩气等惰性气体将液态金属吹走而形成切口。这些惰性气体本身不与切口中的熔化金属发生反应，并且可以保护切割边缘不被空气氧化。由于这种切割方式不需要使得金属汽化，因此耗费能量仅有气化切割的十分之一，主要应用在一些不易氧化的材料或活性金属，如不锈钢、钛、铝及其合金等，也可以用于陶瓷等其他可熔材料。
激光氧气切割（又名火焰切割）：不同于熔化切割，火焰切割采用氧气等活性气体作为切割气体，将氧气加压后吹进切口，一方面与被加热的金属产生燃烧氧化的化学反应，从中释放高达激光能量五倍的能量来辅助切割，另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹走从而形成切口。该种切割方式所需能量仅有熔化切割的一半，且切割速度远高于气化和熔化切割，主要应用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
激光划片与控制断裂：激光划片利用激光在表面扫描使得受热的材料出现小槽，之后对其施加一定的压力作用，使得材料从小槽处断裂开来，实现切割的效果。控制断裂则是指利用激光刻槽时候的陡峭温度分布，产生局部的热应力从而使得材料从小槽处断裂。该方式主要应用于脆性材料。
气化切割工作原理
资料来源：观研天下整理
熔化切割工作原理
资料来源：观研天下整理
四类主要激光切割方式的对比
资料来源：观研天下整理
激光切割因其优良的性质和较好的切割效果，在钣金加工、金属加工、广告制作、厨具、汽车、灯具、锯片、升降电梯、金属工艺品、纺织机械、粮食机械、眼镜制作、航空航天、医疗器械、仪器仪表等行业拥有非常广泛的应用，特别是在钣金加工行业中深受青睐，逐步实现对于传统加工方式的替代。相比数控剪床、冲床、传统火焰切割、等离子切割、高压水切割等传统切割方式，激光具备切割质量好、效率高、速度快、非接触式切割、切割种类多五大优势。
激光切割相比传统切割的优势
资料来源：观研天下整理
激光切割作为激光材料加工最重要的领域，市场规模较大。根据OFweek统计，中国激光切割设备占全国工业激光加工设备市场规模的46％，2017年中国激光切割设备市场规模也达到203亿元，同比增23％，其中中小功率激光切割设备市场销售规模一直保持较高的增长速度，其核心激光器实现了较高的国产化率。大功率激光切割机相比于中低功率激光切割机发展较晚，对国外进口依赖较大，进口高功率激光器价格居高不下，设备价格依然非常高，市场增幅相对较低。
中国激光切割设备销售量快速增长
资料来源：观研天下整理
中国激光切割设备市场规模快速增长
资料来源：观研天下整理
资料来源：观研天下整理，转载请注明出处（TC）
更多好文每日分享，欢迎关注公众号
【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可，任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题，烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com，我们将及时沟通与处理。
