激光加工行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)賽道正在悄然切換。隨著中國(guó)制造業(yè)向高精度、高效率轉(zhuǎn)型升級(jí)，激光加工領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)正從傳統(tǒng)的二維平面切割，轉(zhuǎn)向更復(fù)雜、附加值更高的三維五軸激光切割新賽道。
這一轉(zhuǎn)變背后，是汽車、航空航天等高端制造領(lǐng)域?qū)?fù)雜曲面零件精密加工的迫切需求。
三維五軸激光切割技術(shù)憑借其在三維空間內(nèi)自由移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的能力，可輕松應(yīng)對(duì)曲面、斜面及異形結(jié)構(gòu)切割需求，實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的加工精度，已成為高端制造領(lǐng)域不可或缺的核心工藝裝備，也成為各大激光企業(yè)技術(shù)實(shí)力較量的新焦點(diǎn)。
一、三維五軸激光切割市場(chǎng)的早期格局
由于CO2激光器和Nd:YAG激光器能產(chǎn)生很高的平均功率和能量，20世紀(jì)70年代激光技術(shù)開始應(yīng)用于材料切割領(lǐng)域[1]。在三維五軸激光切割技術(shù)的發(fā)展歷程中，國(guó)外企業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)，率先在該領(lǐng)域開疆拓土。
1979年，第一臺(tái)五軸CO2激光切割機(jī)在Prima工業(yè)公司建成，用于轎車內(nèi)部塑料元件加工，開啟了三維激光切割技術(shù)的應(yīng)用先河。隨著激光配套設(shè)備（導(dǎo)光系統(tǒng)、調(diào)焦系統(tǒng)等）的不斷完善，三維激光切割技術(shù)從20世紀(jì)80年代起在國(guó)外開始了大規(guī)模應(yīng)用。
1990年，德國(guó)Trumpf和意大利Prima開始研發(fā)三維五軸光纖激光切割機(jī)，這兩家企業(yè)憑借深厚的技術(shù)積累和持續(xù)的創(chuàng)新投入，在三維五軸激光切割技術(shù)領(lǐng)域一騎絕塵，幾乎壟斷了全球市場(chǎng)。
進(jìn)入21世紀(jì)，日本企業(yè)也開始在三維五軸激光切割領(lǐng)域嶄露頭角。2008年后，日本三菱激光和田中NTC加入競(jìng)爭(zhēng)行列，憑借在精密制造領(lǐng)域的技術(shù)底蘊(yùn)，開發(fā)出低加速度、低速度但高精度的工作臺(tái)移動(dòng)式三維五軸CO2激光切割機(jī)，進(jìn)一步豐富了市場(chǎng)產(chǎn)品類型。
二、國(guó)產(chǎn)化浪潮下的市場(chǎng)突圍
在早期，三維五軸激光切割設(shè)備由于技術(shù)復(fù)雜、研發(fā)成本高昂等因素由國(guó)外品牌把持市場(chǎng)，價(jià)格一直居高不下，每臺(tái)售價(jià)高達(dá)數(shù)百萬元乃至上千萬元。同時(shí)，其應(yīng)用場(chǎng)景主要集中在對(duì)成本不敏感、追求高精度和高效率的汽車模具試制及小批量零件加工領(lǐng)域，市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)有限。
在中國(guó)市場(chǎng)，十年前我國(guó)每年進(jìn)口的三維五軸激光切割機(jī)床僅30余臺(tái)，這一數(shù)據(jù)直觀地反映了當(dāng)時(shí)該設(shè)備市場(chǎng)的小眾化和高門檻特點(diǎn)。國(guó)外企業(yè)在技術(shù)和市場(chǎng)上的雙重壟斷，讓國(guó)內(nèi)企業(yè)在三維五軸激光切割領(lǐng)域的發(fā)展舉步維艱，也促使國(guó)內(nèi)企業(yè)加快自主研發(fā)的步伐，開啟了國(guó)產(chǎn)替代的征程。
據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)三維五軸設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不足30%，但到2024年已提升至58%，預(yù)計(jì)2025年將突破65%，標(biāo)志著我國(guó)在該領(lǐng)域已進(jìn)入自主創(chuàng)新的快速發(fā)展期。
華工激光與大族激光在三維五軸激光設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的重要力量。通過技術(shù)突破，這兩家頭部企業(yè)逐步掌握了激光器、控制系統(tǒng)、加工頭、浮動(dòng)軸結(jié)構(gòu)等核心技術(shù)，生產(chǎn)出了既滿足低速度、高精度，又滿足高速度、高精度的三維五軸光纖激光切割機(jī)。
此外，在三維五軸激光切割設(shè)備國(guó)產(chǎn)化浪潮下，國(guó)內(nèi)已形成一批具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的市場(chǎng)參與者，如邦德激光、宏山激光、金威刻、奔騰激光、海天光機(jī)、嘉泰激光、中谷聯(lián)創(chuàng)等。這些企業(yè)根據(jù)技術(shù)路線與市場(chǎng)策略的不同，主要?jiǎng)澐譃辇堥T式與懸臂式兩大結(jié)構(gòu)陣營(yíng)，共同推動(dòng)著國(guó)產(chǎn)高端激光裝備的進(jìn)步與應(yīng)用。
三、三維五軸激光切割的兩大陣營(yíng)
1）龍門式結(jié)構(gòu)陣營(yíng)
龍門式采用雙立柱支撐橫梁的結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是剛性好、穩(wěn)定性強(qiáng)，適合大尺寸工件加工。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采用龍門式結(jié)構(gòu)。比如大族激光、華工激光、邦德激光等為代表的國(guó)產(chǎn)廠商，通過自研激光源、控制系統(tǒng)、切割頭等核心器件，在龍門式機(jī)床領(lǐng)域獲得全面突破。
邦德激光高架龍門式結(jié)構(gòu)
大族激光
自2009年起，大族激光推出首臺(tái)機(jī)器人三維激光切割機(jī)。此后，大族激光在三維五軸激光切割技術(shù)上持續(xù)深耕，不斷取得突破性進(jìn)展。2011年，開發(fā)出第一臺(tái)三維五軸激光加工機(jī)床，盡管初期采用進(jìn)口切割頭，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度有限，但這標(biāo)志著大族激光在三維五軸領(lǐng)域邁出了重要的第一步。
2013年，三維切割頭實(shí)現(xiàn)360°無限旋轉(zhuǎn)，真正意義上的三維五軸激光切割機(jī)床問世，為大族激光在該領(lǐng)域的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。2015年，大族激光引進(jìn)國(guó)外三維切割頭技術(shù)，開始自主研發(fā)及制造屬于自己的三維切割頭，進(jìn)一步提升了自身的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。
2017年，大族激光成功開發(fā)熱成形三維五軸激光切割機(jī)床，并于2019年投入批量生產(chǎn)，大量應(yīng)用于汽車熱成型行業(yè)，成為推動(dòng)汽車熱成型工藝發(fā)展的重要力量。
華工激光
在三維五軸激光切割技術(shù)的探索之路上，作為“老大哥”的華工激光歷經(jīng)多年攻堅(jiān)，成功攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，已實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)、激光器、智能切割頭等核心部件的100%自主可控。
2014年，華工科技交付了國(guó)內(nèi)首臺(tái)三維五軸激光切割機(jī)；2017年，正式切入汽車熱成型領(lǐng)域，同年9月推出國(guó)內(nèi)首套汽車熱成形件三維五軸光纖激光切割機(jī)，成功打破了國(guó)外品牌在中國(guó)汽車熱成形市場(chǎng)的技術(shù)壟斷。
2018年，華工激光通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)，解決了切割頭內(nèi)部電路信號(hào)和水氣通道的密封難題，密封圈數(shù)量?jī)H為國(guó)外的2/3，且支持無限旋轉(zhuǎn)和動(dòng)態(tài)調(diào)焦，性能直接對(duì)標(biāo)德國(guó)通快。
經(jīng)過多輪技術(shù)迭代升級(jí)，目前華工激光的三維五軸激光切割裝備已迭代至5代，關(guān)鍵核心部件已經(jīng)做到了100%自主可控，綜合切割效率提升了20%。
邦德激光
同樣作為老牌激光設(shè)備商，邦德激光自2008年成立以來，在激光切割領(lǐng)域一路披荊斬棘，走出了一條獨(dú)具特色的發(fā)展之路——從平面到立體，從單一環(huán)節(jié)到整體方案。
通用加工市場(chǎng)階段（2008 - 2019年）
邦德激光自成立至2018年，業(yè)務(wù)涵蓋激光打標(biāo)機(jī)和二氧化碳雕刻機(jī)業(yè)務(wù)，并憑此在2018年?duì)I業(yè)額過億元，成為中國(guó)機(jī)床行業(yè)的“后起之秀”。
為了向智能化、高端化的先進(jìn)制造方向轉(zhuǎn)型，邦德激光砍掉打標(biāo)機(jī)等非核心業(yè)務(wù)，聚焦光纖激光切割機(jī)單品類，并實(shí)現(xiàn)激光器、激光頭、以及工業(yè)軟件及智能化系統(tǒng)的整機(jī)設(shè)備全套自主研發(fā)，推出高端板材、大幅面板材、中薄板板材、重型管材、板管一體等不同款產(chǎn)品。
憑借出色的市場(chǎng)表現(xiàn)，邦德激光于2019年實(shí)現(xiàn)激光切割機(jī)產(chǎn)銷量全球第一，自此開啟了其在全球激光切割市場(chǎng)的領(lǐng)先征程。
多點(diǎn)開花階段（2020-2024）
在工業(yè)升維、企業(yè)轉(zhuǎn)型的背景下，我國(guó)激光切割行業(yè)也在不斷進(jìn)行升級(jí)與變革，邦德激光開辟激光掃描切新品類，顛覆了激光切割自問世以來一成不變的加工方式，將靜態(tài)光斑切割升級(jí)為動(dòng)態(tài)光斑切割（每切割1米，光斑行走30米），大幅提高加工材料對(duì)激光能量的吸收效率，并形成速度倍升、厚度倍增、無懼高反三大優(yōu)勢(shì)。
2023年，基于自研技術(shù)成果，邦德激光切入手持激光焊接市場(chǎng)，服務(wù)于新能源、消費(fèi)電子等行業(yè)。2024年，推出120 kW、150 kW的激光產(chǎn)品，切割材料厚度達(dá)到200 mm。
高端制造市場(chǎng)（2025年）
在平面切割市場(chǎng)取得全球領(lǐng)先地位后，邦德激光需要尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)。三維五軸技術(shù)壁壘高、附加值大，是突破增長(zhǎng)天花板、切入高端制造核心領(lǐng)域的理想選擇。
今年上海工博會(huì)上，邦德激光全球首發(fā)了其Space系列三維五軸激光切割機(jī)，主打高精度、高速度和智能化加工?，解決汽車零部件、航空航天等領(lǐng)域復(fù)雜三維曲面零件的精密加工難題，實(shí)現(xiàn)從"平面"到"立體"的跨越。
邦德激光的三維五軸激光切割設(shè)備擁有多項(xiàng)創(chuàng)新特性：超大車床加工臺(tái)面（6m*2m）可實(shí)現(xiàn)同步上下料，提升加工效率；支持汽車A柱、防撞梁等復(fù)雜曲面件一次成型，切割精度達(dá)微米級(jí)；雙工位旋轉(zhuǎn)臺(tái)最快2.5秒回轉(zhuǎn)，高架龍門結(jié)構(gòu)確保24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行；智瞳檢測(cè)2秒識(shí)別質(zhì)量問題，聯(lián)動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)分揀，還可搭配產(chǎn)線機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)智能化黑燈工廠。這些技術(shù)特點(diǎn)充分彰顯了邦德激光在三維五軸領(lǐng)域的技術(shù)積累和創(chuàng)新能力。
2）懸臂式結(jié)構(gòu)陣營(yíng)
懸臂式結(jié)構(gòu)憑借單側(cè)支撐實(shí)現(xiàn)了更緊湊的整機(jī)布局，尤其便于集成自動(dòng)化上下料系統(tǒng)，但其加工范圍通常受限于懸臂的縱向延伸能力。在這一技術(shù)路線上，德國(guó)通快長(zhǎng)期處于引領(lǐng)地位。
通快旗下的TruLaser Cell系列三維五軸激光切割機(jī)采用其專利懸臂式結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)不僅有效規(guī)避了龍門式設(shè)備常見的雙驅(qū)同步性問題與工件磁性吸附干擾，更以高集成度、便捷進(jìn)料和卓越靈活性著稱，在汽車熱成形件切割等高端領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
今年3月，通快在江蘇太倉(cāng)工廠成功下線了第100臺(tái)TruLaser Cell系列設(shè)備，進(jìn)一步鞏固了其在全球熱成形激光加工領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位。
反觀國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，絕大多數(shù)激光設(shè)備企業(yè)仍聚焦于龍門式結(jié)構(gòu)的技術(shù)路線上。這一局面直至2022年才被打破——海天光機(jī)成功推出國(guó)產(chǎn)首臺(tái)懸臂式三維五軸激光切割機(jī)床，其整體性能已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
隨后，海天光機(jī)進(jìn)一步融合其在激光落料線領(lǐng)域的技術(shù)積累，創(chuàng)新推出雙懸臂雙頭結(jié)構(gòu)的三維五軸機(jī)床，在效率與柔性之間實(shí)現(xiàn)了新平衡。
咨詢電話：159 1097 4236
小結(jié)三維五軸激光切割機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)才剛剛開始。德國(guó)通快、意大利Prima等國(guó)際巨頭依然強(qiáng)大，華工激光、大族激光等國(guó)內(nèi)企業(yè)已占得先機(jī)。而邦德激光作為從平面切割成功轉(zhuǎn)型的典范，憑借其深厚的技術(shù)積累、敏銳的市場(chǎng)洞察力和持續(xù)的創(chuàng)新精神，在三維五軸這一新高地上展現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
隨著中國(guó)制造業(yè)整體向高端邁進(jìn)，三維五軸激光切割領(lǐng)域必將涌現(xiàn)更多具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的中國(guó)品牌。邦德激光等企業(yè)的崛起，不僅代表著中國(guó)激光裝備制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，更象征著中國(guó)制造業(yè)從追隨者向引領(lǐng)者的歷史性轉(zhuǎn)變。
