Pengelasan laser: Teknologi manufaktur inti dalam industri energi baru

Permintaan yang kuat untuk peralatan las laser didorong oleh pasar baterai daya yang berkembang pesat.

Laser welding berada di tengah-tengah industri, dan prospek pertumbuhannya lebih baik daripada peralatan pemotongan dan penandaan las laser,yang terletak di tengah rantai industri.

Upstream dari rantai industri laser mencakup bahan optik, komponen optik dan peralatan, dan bagian mekanik.laser adalah komponen inti dari peralatan laser, dan peralatan pengolahan laser terutama meliputi peralatan pemotongan laser, las laser, dan peralatan penandaan laser.dan elektronik konsumen.

Pasar laser memiliki potensi besar, dengan laser serat mendominasi aplikasi, sementara laser solid-state cocok untuk pemesinan mikro presisi.,ukuran pasar laser global meningkat dari US $ 13,07 miliar menjadi US $ 16,01 miliar, CAGR 13,37%. Sebagai perbandingan, ukuran pasar laser Cina tumbuh dari US $ 6,95 miliar pada tahun 2017 menjadi US $ 10.91 miliar pada tahun 2020, CAGR sebesar 16,22%. Dari 2017 hingga 2020, pangsa pasar laser global China meningkat dari 53,2% menjadi 68,1%. Pada tahun 2020, laser industri menyumbang 32,2% dari pasar laser global,membuat sektor industri menjadi sektor downstream utama untuk laserBerdasarkan media gain, laser terutama diklasifikasikan menjadi laser serat, laser solid-state (tidak termasuk laser serat), laser cair, dan laser gas.laser serat dan laser solid state menyumbang 520,7% dan 16,7% dari pangsa pasar aplikasi laser industri, dengan laser serat mendominasi aplikasi industri.solid-state laser memiliki keuntungan seperti kekuatan puncak tinggi dan zona panas yang rendah, membuat mereka cocok untuk precision micro-machining.

YAG laser dan laser serat masing-masing memiliki kekuatan mereka. YAG laser adalah solid-state laser berdasarkan kristal YAG. Keuntungan dari YAG laser meliputi:1 pengelasan multi-titik simultan atau pembagian waktu2 kekuatan puncak tinggi, cocok untuk pengelasan titik; 3 harga rendah, menawarkan keuntungan biaya.Laser YAG memiliki beberapa perbedaan dalam kualitas sinar dan efisiensi konversi fotoelektrikNamun, karena kekuatan puncak serat laser yang lebih rendah, mereka tidak memiliki keuntungan yang signifikan dibandingkan laser YAG dalam pengelasan.baik laser YAG dan laser serat dapat digunakan dalam pengelasan baterai daya.

Pemotongan, pengelasan, dan penandaan adalah aplikasi hilir utama dari laser industri. Pada tahun 2020, pemotongan, pengelasan, dan penandaan menyumbang 40,62%, 13,52%, dan 12,6% dari pasar aplikasi laser,Setelah mengalami pertumbuhan yang cepat dari tahun 2014 hingga 2017, pasar peralatan pemotong laser telah melihat meningkatnya persaingan dan saat ini berada dalam perang harga yang sengit.Menandai sekarang adalah bidang aplikasi laser yang matang, dan pasar relatif stabil. Aplikasi las mendapat manfaat dari meningkatnya pengelasan laser genggam dan siklus kemakmuran tinggi dari baterai daya hilir,dan diperkirakan akan mempertahankan tingkat pertumbuhan yang tinggi dalam beberapa tahun ke depan.

Dibandingkan dengan pemotongan dan penandaan, las laser memiliki persyaratan teknis yang lebih tinggi.dan kesulitan proses juga lebih besarPemotongan laser dan penandaan laser menggunakan laser untuk menghancurkan permukaan atau keseluruhan struktur material, sedangkan las laser menggunakan laser untuk memproses, melelehkan, dan merekonstruksi struktur material.Rekonstruksi material, dibandingkan dengan penghancuran bahan sederhana, menempatkan tuntutan yang lebih tinggi pada laser dan teknologi pengolahan.

Dibandingkan dengan pengelasan tradisional, las laser memiliki keuntungan yang signifikan.Pengelasan laser menawarkan keuntungan seperti kecepatan tinggi, deformasi minimal, persyaratan lingkungan las yang kurang menuntut, kepadatan daya tinggi, kekebalan terhadap medan magnet, penerapan pada bahan konduktif, tidak perlu kondisi vakum,dan tidak ada generasi sinar-X selama proses lasBaterai tenaga melibatkan banyak titik las, kompleks, dan sangat mudah dipadamkan.dan membutuhkan presisi tinggiKeuntungan unik dari las laser dapat secara signifikan meningkatkan keamanan baterai, keandalan, konsistensi, mengurangi biaya, dan memperpanjang umur layanan.

Pasar peralatan las laser mengalami pertumbuhan pesat. Dari tahun 2016 hingga 2020, ukuran pasar peralatan laser China tumbuh dari 38,2 miliar yuan menjadi 69,2 miliar yuan, dengan CAGR 15,79%.Sebaliknya, ukuran pasar peralatan las laser Cina tumbuh dari 4,17 miliar yuan menjadi 11,05 miliar yuan dengan CAGR 27,59%,menunjukkan bahwa pasar peralatan las laser tumbuh lebih cepat daripada pasar peralatan laser secara keseluruhan.

Penembusan cepat kendaraan energi baru mendorong permintaan tinggi untuk las laser baterai lithium.

Peralatan las laser banyak digunakan dalam tahap pra produksi, pertengahan produksi, dan pasca produksi pembuatan baterai lithium.dan otomatisasi produksi di baterai daya secara bertahap meningkat, tuntutan yang lebih tinggi ditempatkan pada presisi, keselamatan, dan konsistensi peralatan produksi.,kecepatan tinggi, dan kemudahan otomatisasi. manufaktur baterai lithium terdiri dari tiga bagian: pembuatan elektroda (pra-produksi), perakitan sel (tengah produksi), dan pasca-pengolahan (pasca-produksi),semua melibatkan penerapan beberapa peralatan las laser. aplikasi khusus las laser di pra produksi, pertengahan produksi,dan tahap pasca produksi pembuatan baterai lithium termasuk:

1) Pra-produksi: Mesin pengelasan dan pembentuk elektroda sepenuhnya otomatis dan mesin pembentuk elektroda laser pada tahap pembuatan elektroda;

2) Produksi pertengahan: pengelasan katup tahan ledakan, pengelasan elektroda, pengelasan strip elektroda, pengelasan adaptor, pengelasan sel sel, dan pengelasan penutup atas;

3) Pasca produksi: Pengelasan adaptor modul paket.

Beberapa perusahaan terkenal telah mengumumkan masuknya mereka ke pasar baterai 4680, yang diperkirakan akan membuka peluang pertumbuhan baru untuk peralatan las laser.Baterai 4680 menggunakan teknologi tabless, menampilkan banyak tab pada elektroda positif dan negatif, secara signifikan meningkatkan permintaan untuk peralatan las laser dibandingkan dengan baterai prismatik.Pabrik Tesla di Texas akan mengirimkan kendaraan Model Y pertama yang dilengkapi dengan 4.680 bateraiSementara itu, pada Hari Baterai 2020, Tesla berencana untuk mencapai kapasitas produksi baterai 100 GWh pada tahun 2022; Namun, mengingat keterlambatan konstruksi,kapasitas efektif pada tahun 2022 diperkirakan sekitar 5-10 GWhSelain Tesla, produsen mobil seperti BMW, dan produsen baterai terkemuka seperti Panasonic, LG, dan Samsung juga telah mengumumkan rencana mereka untuk mengembangkan baterai silinder besar.

Penembusan kendaraan energi baru ke kendaraan bensin tradisional semakin cepat.dan ekspansi infrastruktur, ditambah dengan kebijakan yang menguntungkan dari pemerintah Cina, penjualan kendaraan energi baru di China telah tumbuh pesat..Dari tahun 2017 hingga paruh pertama tahun 2022, tingkat penetrasi kendaraan energi baru di Cina meningkat dengan cepat dari 2,8% menjadi 21,56%.

Pasar baterai listrik di Cina berkembang pesat. Pada tahun 2017, produksi baterai listrik dan kapasitas terpasang China masing-masing 44,5 GWh dan 36,2 GWh. Pada tahun 2021, angka-angka ini mencapai 219.7 GWh dan 154.5 GWh, masing-masing. Dari 2017 hingga 2021, CAGR untuk produksi baterai daya adalah 49,06%, dan CAGR untuk kapasitas terpasang adalah 43,73%.Menurut China Automotive Power Battery Industry Innovation Alliance, Produksi baterai daya dan kapasitas terpasang China diproyeksikan mencapai 429,5 GWh dan 229,9 GWh, masing-masing pada tahun 2022.

Didorong oleh pasar kendaraan energi baru yang booming, perusahaan baterai lithium memperluas kapasitas produksi mereka.perusahaan baterai lithium seperti CATL, BYD, Sunwoda, Zhongchuang Innovation Aviation, dan EVE Energy secara berturut-turut mengumumkan beberapa proyek konstruksi baru dengan total investasi melebihi 439.133 miliar yuan dan kapasitas produksi tahunan 1069 GWh (beberapa proyek tidak mengungkapkan jumlah investasi dan kapasitas)Kapasitas produksi fase tunggal dari basis baru perusahaan baterai daya terkemuka hampir semuanya di atas 10 GWh.Ekspansi perusahaan baterai lithium juga akan membawa permintaan yang lebih besar untuk peralatan baterai lithium.

Baterai Daya: Permintaan untuk peralatan las laser baru diperkirakan mencapai 22,1 miliar yuan pada tahun 2025.Pengiriman baterai tenaga global diproyeksikan mencapai 1550 GWh pada tahun 2025 dan 3000 GWh pada tahun 2030Dari tahun 2018 hingga 2021, pengiriman baterai daya China masing-masing menyumbang 61,3%, 60,9%, 58,4%, dan 75,3% dari total global.Prakiraan konservatif menunjukkan bahwa pangsa China akan tetap pada 55% pada tahun 2025 dan 2030Investasi per GWh kapasitas baterai tenaga baru pada tahun 2025 dan 2030 diperkirakan masing-masing 350 juta RMB dan 300 juta RMB.Peralatan las laser menyumbang 5%-15% dari konstruksi jalur produksi baterai dayaMengambil 10%, berdasarkan asumsi ini, permintaan baru untuk peralatan las laser diproyeksikan mencapai 22,138 miliar RMB pada tahun 2025 dan 23,925 miliar RMB pada tahun 2030, dengan CAGR 41.01% dari tahun 2021 sampai 2025.

Industri peralatan laser terfragmentasi, memberikan produsen laser keuntungan yang lebih besar.

Pasar peralatan laser domestik relatif terfragmentasi, mendorong perusahaan laser untuk mencari pengembangan yang berbeda.

Lianying Laser dan Raycus Laser memiliki keunggulan kompetitif yang kuat dalam laser YAG dan laser serat, masing-masing.Lianying Laser memiliki keuntungan yang signifikan dalam kontrol energiDalam laser serat terus menerus, Raycus Laser dan Chuangxin Laser memiliki spesifikasi teknis terkemuka,dengan Raycus Laser memegang pangsa pasar yang lebih tinggiDalam laser serat berdenyut, spesifikasi teknis JPT lebih maju, menempatkannya di garis depan di dalam negeri.

Pasar peralatan laser domestik terfragmentasi, dengan lima besar (CR5) hanya menyumbang 22%.dan lebih dari 300 perusahaan peralatan pemrosesan laser domestikPada tahun 2021, lima perusahaan teratas di pasar peralatan laser Cina adalah Han's Laser, HGLaser, Hymuxing, Lianying Laser, dan Yawei, dengan pangsa pasar 14%, 3%,Secara keseluruhan, konsentrasi pasar peralatan laser Cina tetap rendah.

Pasar domestik pengolahan makro laser besar, dengan banyak perusahaan yang bersaing; bidang pengolahan mikro presisi memiliki hambatan teknologi yang tinggi,mengakibatkan lebih sedikit perusahaan yang bersaing di subsektornyaPengolahan laser dibagi menjadi dua kategori utama berdasarkan ukuran produk yang diproses: pengolahan makro dan pengolahan mikro presisi.Pengolahan makro terutama ditujukan untuk aplikasi logam lembaran yang lebih tebal seperti otomotif dan pembuatan kapal, sementara pemrosesan mikro presisi terkonsentrasi di bidang dengan persyaratan presisi tinggi, seperti semikonduktor, layar, produk 3C, dan perangkat medis.Mengingat pasar pengolahan makro yang lebih besar, sektor ini sangat kompetitif,dengan perusahaan seperti Han's Laser dan HGLaser (keduanya dengan pendapatan lebih dari 5 miliar RMB) dan Lianying Laser dan Haimuxing (dengan pendapatan antara 500 juta dan 1 miliar RMB)Dalam sektor pengolahan mikro presisi, Han's Laser, sebagai produsen peralatan pengolahan laser terkemuka, terlibat dalam pengolahan presisi di bidang seperti baterai lithium fotovoltaik,Secara keseluruhan, sektor pemrosesan mikro presisi memiliki relatif sedikit perusahaan yang bersaing di sub-sektornya karena hambatan teknologi yang tinggi.Mengenai laser, perusahaan dengan pendapatan 20 miliar RMB dan Chuangxin Laser keduanya terkonsentrasi di bidang laser serat.

Tiga faktor kompetitif utama: integrasi vertikal upstream, investasi R&D yang tinggi, dan mengamankan klien downstream besar.

Produksi laser di rumah adalah kunci untuk pengurangan biaya.Kinerja laser secara langsung mempengaruhi kualitas dan efektivitas peralatan pemrosesan laserPerusahaan peralatan yang dapat memproduksi laser di dalam rumah tidak hanya mengurangi biaya tetapi juga memiliki fleksibilitas yang lebih besar dalam kustomisasi.Fleksibilitas ini terwujud dalam kemampuan untuk mengulangi solusi desain lebih fleksibel berdasarkan kebutuhan hilir, memungkinkan komunikasi dan interaksi antara laser dan peralatan laser.Hal ini memungkinkan umpan balik tepat waktu dan lancar dari persyaratan pelanggan hilir untuk penelitian dan pengembangan dan peningkatan laser dan teknologi pengolahanPerusahaan peralatan laser terkemuka seperti Han's Laser, HGLaser, Hymustar,dan Lianying Laser semua telah mencapai produksi parsial dalam rumah dari laser, dengan Lianying Laser memiliki tingkat produksi internal yang relatif tinggi, mencapai 77,7% pada tahun 2019.

Kesimpulan

Penembusan cepat kendaraan energi baru ke kendaraan bensin tradisional telah mendorong produsen baterai daya utama untuk terus memperluas kapasitas produksi mereka,mendorong permintaan untuk peralatan pengelasan baterai daya.

Pengelasan laser adalah aplikasi lain yang berkembang pesat setelah penandaan dan pemotongan laser. Pengelasan laser dapat digunakan secara luas di industri otomotif, baterai lithium, 3C, dan aerospace.tingkat penetrasi masih relatif rendah, menunjukkan potensi pertumbuhan yang signifikan untuk industri las laser, yang diperkirakan akan tumbuh menjadi pasar yang sebanding dengan pemotongan laser.