1.1 レーザー溶接は業界の中間段階に位置し、切断やマーキングよりも成長の見込みが高い
レーザー溶接装置レーザー産業は、産業チェーンの中間に位置します。レーザー産業チェーンの上流には、光学材料、光学部品およびデバイス、機械部品などが含まれます。中間は、レーザーとレーザー装置で構成されます。レーザーはレーザー装置の中核部品であり、レーザー加工装置には主にレーザー切断装置、レーザー溶接装置、レーザーマーキング装置が含まれます。下流分野には、主にリチウムイオン電池、半導体、太陽光発電、民生用電子機器などが含まれます。
レーザー市場には大きな可能性があり、ファイバーレーザーが用途を支配している一方、固体レーザーは微細加工に適しています。Laser Focus Worldの統計によると、世界のレーザー市場規模は2017年の130億7000万ドルから2020年には160億1000万ドルに増加し、CAGRは13.37%でした。これに対し、中国のレーザー市場は2017年の69億5000万ドルから2020年には109億1000万ドルに成長し、CAGRは16.22%でした。2017年から2020年にかけて、世界のレーザー市場における中国のシェアは53.2%から68.1%に上昇しました。2020年には、産業用レーザーが世界のレーザー市場の32.2%を占め、産業部門が主要な下流アプリケーションとなりました。利得媒体によって分類すると、レーザーは主にファイバーレーザー、固体レーザー（ファイバーレーザーを除く）、液体レーザー、ガスレーザーに分類されます。 2020年には、ファイバーレーザーと固体レーザーがそれぞれ52.7%と16.7%を占めた。産業用レーザー応用それぞれ、ファイバーレーザーが産業用途で主流となっている。ファイバーレーザーと比較して、固体レーザーはピーク出力が高く、熱影響部が小さいといった利点があり、微細加工に適している。
YAGレーザーとファイバーレーザーにはそれぞれ長所があります。YAGレーザーはYAG結晶マトリックスを用いた固体レーザーです。その利点としては、①同時または時間分割による多点溶接が可能であること、②ピーク出力が高くスポット溶接に適していること、③低コストでコスト面で優位性があることなどが挙げられます。ファイバーレーザーと比較すると、YAGレーザーはビーム品質や光電変換効率において一定の劣りがあります。しかし、ファイバーレーザーはピーク出力が低いため、溶接においてはYAGレーザーに比べて大きな優位性はありません。特定の用途によっては、YAGレーザーとファイバーレーザーの両方をパワーバッテリー溶接に使用できます。
切断、溶接、マーキングは、産業用レーザーの主な下流用途です。2020年には、切断、溶接、マーキングがそれぞれレーザー用途市場の40.62%、13.52%、12.6%を占めました。2014年から2017年にかけて急速な成長を遂げたレーザー切断装置は、競合他社の増加により、現在激しい価格競争に直面しています。マーキングは、比較的安定した市場を持つ成熟したレーザー用途です。ハンドヘルドレーザー溶接下流のパワーバッテリーの好調な成長に伴い、溶接用途は今後数年間、高い成長を維持すると予想される。
レーザー溶接は、切断やマーキングに比べて技術的要求水準が高い。レーザー溶接は、レーザー切断やマーキングよりも開発の歴史が浅く、加工の難易度も高い。レーザー切断やマーキングは、レーザーを用いて材料の表面や全体構造を破壊するのに対し、レーザー溶接はレーザーを用いて材料構造を溶融・再構築する。単純な構造破壊に比べて、材料の再構築には、レーザーおよび加工技術においてより高い水準が求められる。
従来の溶接と比較して、レーザー溶接には大きな利点があります。従来の抵抗溶接、アーク溶接、電子ビーム溶接と比較して、レーザー溶接は高速性、低変形性、環境要件の低さ、高出力密度、磁場耐性、非導電性材料への適用性、真空環境の不要性、溶接中のX線発生がないといった利点があります。レーザー溶接は、特に新エネルギー車やパワーバッテリー業界など、ハイエンドの精密製造分野で広く使用されています。パワーバッテリーは、難易度と精度が求められる多数の溶接箇所を必要とします。レーザー溶接の独自の利点により、バッテリーの安全性、信頼性、一貫性を大幅に向上させ、コストを削減し、耐用年数を延ばすことができます。
レーザー溶接装置市場は急速に成長している。2016年から2020年にかけて、中国のレーザー装置市場は382億元から692億元に拡大し、年平均成長率（CAGR）は15.79%となった。これに対し、レーザー溶接装置市場は41億7000万元から110億5000万元に拡大し、CAGRは27.59%と、レーザー装置市場全体の成長率を上回った。
II．レーザー溶接機の特性
- 高精度：レーザービームは非常に小さなスポットを持ち、高精度溶接電子部品や医療機器など、高い溶接精度が求められる製品に最適です。
- 高速性：レーザー溶接は高速で、生産効率を大幅に向上させます。従来の溶接方法と比較して、短時間で多数の溶接作業を完了できます。
- 熱影響部が小さい：レーザー溶接は熱影響部が小さいため、材料への熱損傷を最小限に抑えます。つまり、溶接後の材料特性の変化が少なく、良好な機械的性能と外観品質を維持できます。
- 高い適応性：レーザー溶接機は、金属、プラスチック、セラミックなど、さまざまな材料を溶接できます。異なる材料を溶接する場合、レーザーパラメータを調整するだけで済みます。
- 高度な自動化：レーザー溶接機は自動化設備と統合することで自動生産を実現でき、効率性の向上だけでなく、人件費と労働強度の削減にもつながります。
3.1 レーザー溶接の応用分野
レーザー溶接技術は、その高い精度、速度、柔軟性から、様々な産業で幅広く利用されています。主な応用分野は以下のとおりです。
- 自動車産業：レーザー溶接は自動車製造、特に車体構造において広く用いられています。統計によると、世界の自動車メーカーの80%以上が、車体構造の溶接にレーザー溶接を採用し、剛性と軽量化を図っています。また、エンジン部品、排気システム、エアバッグシステムの製造にも使用されています。
- 航空宇宙分野：航空宇宙分野では、レーザー溶接は高強度接合を実現できることから高く評価されています。航空機の胴体、翼構造、宇宙船部品の製造において、構造的完全性と軽量化を確保するために使用されています。報告によると、レーザー溶接はコスト削減と同時に航空機の重量を20%削減できるとのことです。
- 医療機器：レーザー溶接は、医療機器製造、特にステンレス鋼やチタン合金製の精密部品において重要な役割を果たしています。レーザー溶接は、汚染のない高精度溶接を可能にし、医療機器に求められる厳格な清浄度と精度要件を満たします。
- 電子産業：電子分野では、レーザー溶接は主に集積回路、半導体デバイス、光電子デバイスのパッケージングに用いられています。熱影響部が小さいため、繊細な電子部品への熱損傷を軽減でき、高密度電子機器の組み立てに広く利用されています。
- 精密機器: 精密機器の製造において、レーザー溶接は高精度を実現できるため、時計、宝飾品、その他の高級品に使用されています。高品質溶接これにより、これらの製品の美しい外観と長期的な安定性が保証されます。
投稿日時：2025年11月12日
