行業(yè)深度】新能源電車賽道拐點(diǎn),激光行業(yè)變局

2023年上半年國內(nèi)消費(fèi)需求收縮,市場逐步轉(zhuǎn)入謹(jǐn)慎,房地產(chǎn)下滑、集成電路、智能手機(jī)產(chǎn)量同比負(fù)增長。全國規(guī)模以上工業(yè)增加值2023年上半年同比增長僅為3.8%,工業(yè)復(fù)蘇表現(xiàn)偏弱,相對較高的庫存水平、工業(yè)企業(yè)利潤下降,以及出口預(yù)期增速放慢等對工業(yè)生產(chǎn)形成拖累。
反映到激光行業(yè)中表現(xiàn)為受到傳統(tǒng)的電子、PCB等行業(yè)的需求不振等因素影響,各激光公司部分業(yè)績下滑嚴(yán)重,盈利能力普遍承壓。如大族激光的2023年半年度報(bào)告就顯示較上年同期營業(yè)收入下降12.25%、營業(yè)利潤下降44.01%。市場不景氣導(dǎo)致行業(yè)競爭加劇,在激光切割和焊接等領(lǐng)域,行業(yè)內(nèi)同質(zhì)化嚴(yán)重、價(jià)格戰(zhàn)的惡性競爭嚴(yán)重是大部分激光下游商家的心聲。
在大環(huán)境較為嚴(yán)峻的上半年,新能源領(lǐng)域成為激光行業(yè)最關(guān)鍵的增長點(diǎn):大族激光新能源設(shè)備業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入11.53億元,同比增長6.60%。其中,鋰電設(shè)備業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入10.55億元,同比增長3.96%;利元亨半年報(bào)顯示,公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入27.3億元,同比增長56.56%,主要?dú)w功于海內(nèi)外新能源鋰電設(shè)備業(yè)務(wù)的大幅度增長;華工科技上半年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入50.24億元,其中應(yīng)用于新能源汽車行業(yè)的激光加工裝備及自動(dòng)化產(chǎn)線總體收入同比增長60%;海目星、聯(lián)贏、銳科、逸飛、水滴等激光企業(yè)也是如此。?
不止于國內(nèi)同行,該情況在全球激光企業(yè)如瑞士百超、通快激光和IPG的半年報(bào)中都有所表現(xiàn),IPG Photonics首席執(zhí)行官Eugene Scherbakov博士直接表示新能源汽車焊接和清潔的需求是公司主要的增長因素。?
可以說在未來五年里,新能源賽道都是激光企業(yè)最重要的一個(gè)賽道,激光行業(yè)的增長與收縮都會(huì)和新能源產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)性,同呼吸、共命運(yùn),深度綁定。而作為目前和激光行業(yè)連結(jié)最緊密的新能源主賽道,動(dòng)力電車領(lǐng)域正在駛向拐點(diǎn)。
新能源汽車產(chǎn)業(yè)深度轉(zhuǎn)變
2023年政府退坡補(bǔ)貼完全退出,新能源汽車進(jìn)入到全面市場化的時(shí)代;
中國汽車市場告別高速增長,行業(yè)高增速及高利潤率難以再現(xiàn),國內(nèi)市場由增量慢慢轉(zhuǎn)存量;
整車產(chǎn)品迭代周期加快,研發(fā)成本轉(zhuǎn)移,供應(yīng)商深度參與開發(fā),供應(yīng)鏈合作模式轉(zhuǎn)變;
汽車零配件企業(yè)潛力巨大,區(qū)別于鋰電池制造供應(yīng)鏈,相關(guān)廠家屬地集群效應(yīng)初顯;
脫碳供應(yīng)鏈還未穩(wěn)定,碳稅壁壘逐步落實(shí),綠鋁綠鋼等產(chǎn)業(yè)未來或?qū)⒊蔀殛P(guān)鍵;
弱勢汽車品牌逐漸消亡、國際品牌溢價(jià)率逐漸消失、來自舊車置換及報(bào)廢車輛再購的需求將成為中國乘用車市場今后一段時(shí)間的重要支撐;
從長遠(yuǎn)角度看,人口規(guī)模的停滯乃至負(fù)增長,尤其是年輕人群規(guī)模的負(fù)增長,會(huì)成為阻礙國內(nèi)車市長期向上發(fā)展的最大不利因素。電車出海將成為關(guān)鍵的第二增長曲線;
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這些變化深刻地影響新能源汽車行業(yè)的發(fā)展,也將深刻地影響激光制造業(yè)的發(fā)展。水滴激光作為國內(nèi)激光清洗行業(yè)的頭部企業(yè),在激光清洗領(lǐng)域擁有專項(xiàng)專利40余項(xiàng),研發(fā)的相關(guān)專業(yè)設(shè)備在三年里囊括5項(xiàng)行業(yè)獎(jiǎng)項(xiàng)。近幾年在新能源整車制造、汽配零部件加工、動(dòng)力電池生產(chǎn)、專用車輪胎輪轂?zāi)>呒庸ぁ㈦姍C(jī)電驅(qū)動(dòng)等各個(gè)領(lǐng)域也都深度參與了行業(yè)的變革。我們以一斑窺全豹,以激光清洗行業(yè)為例,為未來新能源汽車賽道里激光制造的變化提供參考。
變革一:從設(shè)備供應(yīng)到跟進(jìn)研發(fā)??深度參與
早期造車新勢力全棧自研一度蔚然成風(fēng),在技術(shù)和應(yīng)用的飛速創(chuàng)新期,各車企的產(chǎn)品技術(shù)未形成標(biāo)準(zhǔn),各不相同,大量零部件具有“強(qiáng)定制”屬性,眾多零部件的研發(fā)和設(shè)計(jì)被前置。加上各OEM都期望通過不間斷的新車投放以保持品牌熱度吸引更多消費(fèi)者目光,部分車企的相關(guān)技術(shù)向電子消費(fèi)行業(yè)看齊,形成以月為單位的產(chǎn)品迭代周期。研發(fā)前置+強(qiáng)定制+迭代周期快的新能源車制造特點(diǎn)使得傳統(tǒng)供應(yīng)商以設(shè)備集成和產(chǎn)品供應(yīng)為主,后期主要維持產(chǎn)品售后的方式無法完全適用。
舉例而言,2021年初大量新能源OEM押注800V高壓快充技術(shù),截至2022年底超過25家OEM的量產(chǎn)車型使用800V快充技術(shù),為重新匹配800V高壓架構(gòu),電子電氣件(如電機(jī)、DC/DC直流斬波器、空調(diào)、PEB電力電子箱)等都需要全新設(shè)計(jì)。而這個(gè)過程涉及到供應(yīng)鏈上下游近百種工藝的調(diào)整。
就水滴激光為客戶電機(jī)生產(chǎn)部分提供的激光清洗工藝而言,就有扁線電機(jī)的扁銅線清洗、磁性材料表面除膠、定子繞組Hair-pin激光焊前焊后、電機(jī)外殼清洗等多種工藝的重新測試和開發(fā)。在各家OEM差異化競爭的關(guān)鍵、產(chǎn)品迭代快速的智能座艙開發(fā)過程更是如此,大量低線供應(yīng)商和Tier 1企業(yè)都需要在更早階段共同參與整車的研發(fā)設(shè)計(jì)工作。

利潤池轉(zhuǎn)移,OEM尋求具有研發(fā)實(shí)力的供應(yīng)商
另一方面,汽車工業(yè)原本就是高度重資產(chǎn)的產(chǎn)業(yè),全棧自研模式無疑將重上加重,進(jìn)一步壓縮車企的利潤空間。隨著汽車的主要利潤池從硬件制造與組裝,向軟件開發(fā)、車聯(lián)網(wǎng)以及出行轉(zhuǎn)移,原本在電動(dòng)汽車總成本中占比較大的研發(fā)費(fèi)用(5%~8%,遠(yuǎn)高于燃油車3%~5%)也正在積極尋求外包和壓縮。供應(yīng)商與主機(jī)廠將在開發(fā)、運(yùn)營等方面結(jié)成合作伙伴,利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、深度合作。整車研發(fā)和供應(yīng)鏈部門強(qiáng)化合作,供應(yīng)商則越來越多地參與定義客戶需求、翻譯產(chǎn)品要求、降低產(chǎn)品復(fù)雜性。
如近階段的關(guān)鍵材料:車身復(fù)合材料,作為實(shí)現(xiàn)顛覆性產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要素之一,以織物為基礎(chǔ)的專有復(fù)合材料開發(fā)、專有的PP(聚丙烯材料)和玻璃纖維織物的結(jié)合工藝、真空成型技術(shù)塑造車身金屬板等技術(shù)都是需要從無到有的探索與開發(fā),在過程中哪些工序可以適用激光工藝、適用怎樣的激光工藝都需要激光制造企業(yè)與OEM從項(xiàng)目開始就深度合作,主動(dòng)參與研發(fā)乃至主動(dòng)開發(fā)更優(yōu)的技術(shù)路徑。這一切都和傳統(tǒng)的供應(yīng)方式不完全相同。
激光制造是少數(shù)參與新能源汽車制造全鏈的供應(yīng)商,從電芯、電池包、功率電子器件到電機(jī)、電動(dòng)底盤整個(gè)三電核心系統(tǒng),再到智能座艙零配件都有激光企業(yè)參與。沒有技術(shù)研發(fā)、項(xiàng)目開發(fā)能力的激光代理商或設(shè)備集成商將在競爭中處于劣勢,而研發(fā)創(chuàng)新能力強(qiáng)、以技術(shù)驅(qū)動(dòng)為核心的激光制造企業(yè)將更受青睞。而深度參與開發(fā)和OEM綁定意味著具有更少的供應(yīng)商位置、更強(qiáng)的排他性,在增量市場變?yōu)榇媪渴袌龅漠?dāng)下這往往意味著,如果無法在現(xiàn)在上車,那么技術(shù)壁壘成型和交互成本發(fā)生后,想進(jìn)入供應(yīng)體系將更加艱難。
變革二:從追求功率到工藝為王??精細(xì)開發(fā)
“新四化”(電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化)將來自電子電氣、智能系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的新業(yè)態(tài)企業(yè)引入汽車行業(yè),使得細(xì)分領(lǐng)域細(xì)分市場日趨復(fù)雜;與此同時(shí)國內(nèi)激光行業(yè)功率問題已不再是硬傷:部分光纖激光發(fā)生器的功率已經(jīng)到了80KW,極限切割厚度達(dá)400mm,在新能源汽車制造的應(yīng)用已溢出;14um芯徑高能單模激光器的出現(xiàn)使得新能源車制造過程中激光焊接方面的也跟上了步伐。
當(dāng)然我們依然要開發(fā)高功率產(chǎn)品,因?yàn)楣β适切实幕?。但也不?yīng)一味追求高功率,把握這些新興細(xì)分應(yīng)用市場,離不開定制化的產(chǎn)品研發(fā)。新興細(xì)分領(lǐng)域眾多,沒有通用的產(chǎn)品,功率也不再是唯一的關(guān)鍵指標(biāo),必須根據(jù)具體應(yīng)用場景開發(fā)與之匹配的產(chǎn)品。在同樣的功率段通過工藝開發(fā)做最適配的激光產(chǎn)品,將產(chǎn)品和服務(wù)做精做強(qiáng)。差異化是擺脫激光行業(yè)價(jià)格戰(zhàn)繞不開的一步,也是下一階段競爭的關(guān)鍵。

水滴激光busbar清焊一體設(shè)備獲新能源核心技術(shù)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)
我司為某OEM定向開發(fā)的電池頂蓋結(jié)構(gòu)清焊一體系統(tǒng)就是很好的例子,在功率不變的前提下,我們通過光路設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)和控制軟件的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)一臺(tái)激光器一個(gè)激光頭進(jìn)行動(dòng)力電池蓋板的激光焊前清洗和激光焊接兩種工藝,相應(yīng)熔深、熔寬、拉拔力測試和清洗速度、焊接速度都達(dá)到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水準(zhǔn)。
該產(chǎn)品也憑借更優(yōu)工藝、更高質(zhì)量、更低成本的生產(chǎn)技術(shù)獲得了維科杯2023年新能源汽車核心技術(shù)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。同樣的例子在極耳清洗、藍(lán)膜清洗、極柱焊接、電池托盤清洗等相關(guān)應(yīng)用上都適用。擁有持續(xù)優(yōu)化的研發(fā)實(shí)力、能在產(chǎn)品迭代中累進(jìn)優(yōu)化工藝、盡可能減少OEM企業(yè)成本壓力的供應(yīng)商無疑更具競爭力。
變革三:從國內(nèi)競爭到國外市場??出海布局
據(jù)乘聯(lián)會(huì)的數(shù)據(jù),近三年來動(dòng)力電池產(chǎn)量中裝車的比例裝機(jī)量持續(xù)下滑,2020年到2023年5月分別為76%、70%、54%和51%。今年前5個(gè)月我國動(dòng)力電池累計(jì)裝車量為119.2GWh,累計(jì)同比增長43.5%。而今年前5個(gè)月動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量為233.5GWh,累計(jì)同比增長34.7%。
對比來看,今年前5個(gè)月動(dòng)力電池的產(chǎn)量接近裝車量的二倍,動(dòng)力電池產(chǎn)量遠(yuǎn)高于需求。生產(chǎn)出來的動(dòng)力電池單從數(shù)據(jù)上對比的話就有近一半無法上車,將進(jìn)入庫存。當(dāng)然實(shí)際情況肯定不會(huì)按這個(gè)數(shù)字來,但我們大概能判斷出,新能源電池產(chǎn)能過剩。在高基數(shù)的前提下,國內(nèi)高線城市滲透見頂后,廣闊的海外市場將支撐起重要的第二增長曲線。
截至1H2023,乘用車出口銷量同比+92%,達(dá)到168萬輛。:以歐洲、東南亞、GCC海灣國家以及南美為代表的海外市場正在復(fù)刻中國大中城市新能源汽車需求軌跡。智利市場,中國品牌市占率為31%,在厄瓜多爾達(dá)到了29%,在埃及達(dá)到了24%。在墨西哥,華系的銷售增速比當(dāng)?shù)厥袌龅恼w增速高出122個(gè)百分點(diǎn);在澳大利亞也比當(dāng)?shù)氐恼w增速高出112個(gè)百分點(diǎn);
與此同時(shí)各大動(dòng)力電池廠商紛紛出海布局:寧德時(shí)代在德國、匈牙利設(shè)海外工廠,總規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)114GW,今年赴美建廠;國軒高科全資子公司合肥國軒擬于歐洲建設(shè)動(dòng)力電池工廠;遠(yuǎn)景動(dòng)力在英國、法國、西班牙三國布設(shè)零碳電池工廠;蜂巢能源在德國建設(shè)兩家海外工廠;億緯鋰能在馬來西亞和匈牙利布有生產(chǎn)基地;

出海貿(mào)易支撐起存量時(shí)代新能源車銷量增長
中國車企的海外業(yè)務(wù)早期以直接出口為主,但隨著海外銷量規(guī)模的提升,體系性的出海、跨過關(guān)稅物流成本、縮短產(chǎn)品周期、完善售后服務(wù)等成為趨勢。OEM為響應(yīng)國際客戶多樣化需求,在制定目標(biāo)國的車型策略時(shí),針對不同國家的氣候、地理、路況、受眾喜好等的不同,主打產(chǎn)品和相應(yīng)的生產(chǎn)需求都會(huì)各不相同。
以智利市場為例,智利國土南北狹長,復(fù)雜的地形地貌讓通過性較好的SUV更受青睞,銷量好于其他車型。這與國內(nèi)市場的新能源乘用車市場存在著明顯的差異。從國內(nèi)制造整車出口無論在成本控制上還是市場響應(yīng)度、售后支持渠道上都漸漸無法應(yīng)對日益擴(kuò)張的海外各國不同市場的不同細(xì)分需求。
各OEM和電池、零部件廠商正在實(shí)踐在目標(biāo)國設(shè)廠的可行性,如CKD工廠,或是涵蓋全部四大工藝的整車制造廠等。例如,國內(nèi)某車企在落子?xùn)|南亞的同時(shí),也以供應(yīng)商產(chǎn)業(yè)園的形式,將其國內(nèi)的核心供應(yīng)商資源導(dǎo)入當(dāng)?shù)?,以提升本地化水平?/p>
因此,出海布局同樣成為激光制造業(yè)不能忽視的戰(zhàn)略方向:銳科激光在土耳其、德國、印度、泰國、巴西和馬來西亞等地都建立了服務(wù)網(wǎng)點(diǎn),招募本地工程師以實(shí)現(xiàn)激光器本土化的能力;大族激光在美國、德國、韓國和加拿大等地都設(shè)有分公司或子公司,大族鋰電出海布局也正逐步落實(shí);除此之外,海目星、聯(lián)贏激光等等也都在歐洲各國有所落子。
OEM對全球?qū)俚鼗涮滓髮⒊蔀榱硪坏缹す庵圃炱髽I(yè)的篩選。能否跟上新能源汽車出海的大潮,或者另辟蹊徑通過橫向并購業(yè)務(wù)較為互補(bǔ)的海外激光制造廠家,實(shí)現(xiàn)資源互換、獲取核心技術(shù)、擴(kuò)大海外業(yè)務(wù)收入規(guī)模等目標(biāo)將深刻的影響未來激光制造企業(yè)的市場份額和競爭力大小,或許也將是頭部激光制造企業(yè)能否從國內(nèi)知名企業(yè)躍升為全球知名企業(yè)的關(guān)鍵。
變革四:從全國采購到集群效應(yīng)??屬地配套
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歐美發(fā)達(dá)國家50%~70%的汽車零部件需要用激光加工來完成,但全球前20大汽車零部件企業(yè)中,中國卻只有一家。中國貢獻(xiàn)了全球31%的汽車產(chǎn)量,但全球前100家零部件企業(yè)中,中國只占12%。中國零部件企業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
與動(dòng)力電池、芯片等廠家不同,車身零部件企業(yè)有著強(qiáng)地域?qū)傩裕涸?1類汽車核心零部件規(guī)模以上Tier1供應(yīng)商的中國工廠中,相關(guān)性系數(shù)最高的四大類總成部件為座艙、內(nèi)外飾、電驅(qū)動(dòng)和車身部件。汽車供應(yīng)鏈屬地化的趨勢愈發(fā)明顯:為了及時(shí)定位最優(yōu)供應(yīng)商,并應(yīng)對貿(mào)易摩擦與海運(yùn)運(yùn)費(fèi)上漲,整車廠正在對供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)優(yōu)化整合,在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下控制成本,供應(yīng)鏈本土化是實(shí)現(xiàn)成本控制的重要方向,國產(chǎn)化、本地化的供應(yīng)鏈模式有助于OEM降本增效。這意味著零部件供應(yīng)商需在其工廠附近進(jìn)行屬地化配套,離OEM近、響應(yīng)迅速、調(diào)整靈活及交付穩(wěn)定的零部件企業(yè)將更受青睞。


主機(jī)廠對不同零部件企業(yè)的地域需求不同
技術(shù)附加值越高、通用性強(qiáng)、產(chǎn)品體積小的零部件企業(yè)如芯片、電池、電機(jī)等廠家將繼續(xù)傾向于以少數(shù)工廠覆蓋全國乃至全球客戶;而利潤低、工藝技術(shù)較為簡單、體積大的零部件如汽車底盤、車身部件等廠商將繼續(xù)圍繞大型OEM布局。
激光制造業(yè)在各汽車零部件生產(chǎn)過程中都有深度參與。以水滴激光的激光清洗技術(shù)應(yīng)用為例,除了在頭部電池制造和芯片封裝等領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用外,在各車身零部件中也都有著廣泛的使用案例。包括車身部分的白車身、前后地板、頂蓋等除漆;車身加強(qiáng)件橫梁焊接前后清洗;底盤軸承和制動(dòng)系統(tǒng)剎車片清洗、車身附件的玻璃制造中除脫模劑、密封件清洗;電驅(qū)動(dòng)部分的電機(jī)定子清洗應(yīng)用,齒輪組清洗等等。

我司對于制動(dòng)剎車片生產(chǎn)工序中噴砂工藝的綠色替代
激光制造在零部件企業(yè)中大范圍的應(yīng)用反映出了一個(gè)特點(diǎn):在對自動(dòng)化集成和激光前沿高精尖要求更嚴(yán)格的動(dòng)力電池生產(chǎn)領(lǐng)域,地域并不是重要的考量因素,激光企業(yè)的競爭集中在產(chǎn)品研發(fā)和工藝突破等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。而在其他汽車零部件供應(yīng)商的競爭上,則相應(yīng)地呈現(xiàn)OEM就近選擇供應(yīng)商,供應(yīng)商就近選擇激光設(shè)備廠商的趨勢。對各省市的下游激光設(shè)備企業(yè)來說,這無疑是切入新能源賽道,迎頭趕上的發(fā)展時(shí)機(jī)。
變革五:從單道競爭到多點(diǎn)開花??低碳為核
未來新能源汽車賽道的激光應(yīng)用將遠(yuǎn)不止于整車生產(chǎn)本身,而是深入到供應(yīng)鏈上下游各個(gè)方面。圍繞“30-60”目標(biāo),2021年我國“1+N”全面政策體系綱領(lǐng)性文件,從頂層設(shè)計(jì)上明確了碳達(dá)峰、碳中和工作的主要目標(biāo)、減碳路徑及相關(guān)配套政策措施相關(guān)支持政策,推進(jìn)減碳政策體系。國外也同樣如此,發(fā)達(dá)國家碳邊境稅預(yù)計(jì)將逐步落地,國內(nèi)車企出海面臨潛在的碳貿(mào)易壁壘,若無法落實(shí)相應(yīng)環(huán)節(jié)要求,將付出更高昂的降碳成本和供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)。
但與此同時(shí),上游供應(yīng)鏈協(xié)同開展減碳難度較大,低碳供應(yīng)鏈資源緊缺,汽車行業(yè)仍在摸索減碳工作的最佳路徑和最佳技術(shù)。預(yù)計(jì)未來一段時(shí)間內(nèi),低碳材料和核心零部件(如綠鋁、綠鋼、聚丙烯、電池等)以及綠色能源(如綠電)等,都屬于緊缺資源。而激光作為環(huán)境友好型技術(shù),在這里面有著大展身手的機(jī)會(huì)。
以水滴激光在新能源汽車用的靜音輪胎生產(chǎn)和在綠鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的技術(shù)開發(fā)為例:
例一:在輪胎生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,輪胎硫化環(huán)節(jié)是能源消耗第一大戶:一般輪胎硫化是通過向模具和膠囊內(nèi)給到一定壓力的過熱水或蒸汽,使輪胎的內(nèi)溫和外溫分別上升到180°C以上和150°C左右,這一過程需要大量的熱量。按現(xiàn)行GB29449-2012國標(biāo)工序劃分,硫化工序的能耗占第一位。因此牽好“牛鼻子",能源利用就能上一個(gè)臺(tái)階。
在這方面除了使用氮?dú)饬蚧に囂娲^熱水工藝、避免熱量的系統(tǒng)性浪費(fèi)和全自動(dòng)硫化車間的升級(jí)之外,模具的清洗也是其中關(guān)鍵的一步:因?yàn)閭鹘y(tǒng)的處理方式需要硫化機(jī)長時(shí)間的停下來,將模具先降溫,清洗處理后再升溫,整個(gè)過程費(fèi)時(shí)也浪費(fèi)熱能。我司的輪胎模具在線清洗設(shè)備有效解決了傳統(tǒng)清洗方式中“待機(jī)時(shí)間長、反復(fù)拆卸、模具磨損、清洗不徹底、環(huán)境污染、能耗高”等痛點(diǎn)問題,為企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效,向低碳綠色制造轉(zhuǎn)型。

水滴激光輪胎模具在線清洗設(shè)備
例二:在汽車行業(yè)中如大梁、副梁、輪輞、輪輻、車廂板的使用中都需要用到鋼材,在軋制鋼板生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有一道酸洗工藝,是將熱軋板浸入硫酸等的化學(xué)劑溶液,除去金屬表面的氧化物等薄膜后的產(chǎn)物,是軋制板電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理。酸洗過程會(huì)產(chǎn)生氯化氫酸霧,以及pH,SS,COD,BOD?成分的廢槽液、廢渣、廢濾芯等環(huán)境污染物。在國家踐行雙碳減排政策的當(dāng)下和未來,為國內(nèi)龐大的酸洗工藝市場尋找新的綠色替代技術(shù)方案無疑是迫在眉睫且勢在必行。
在激光清洗的實(shí)踐中,水滴激光研究人員總結(jié),區(qū)別于普通的氧化層,高溫氧化層在激光清洗工藝中有著三個(gè)難點(diǎn):
一般的氧化層厚度僅有幾十納米,而高溫氧化層的厚度單位是微米,千倍于普通氧化層。相應(yīng)地導(dǎo)致清洗效率會(huì)大幅下降。
與附著在基材表面的異物如漆,膠等不同的是,高溫氧化層是金屬坯體因內(nèi)部形成更高的氧缺陷濃度,促進(jìn)原子的擴(kuò)散,導(dǎo)致氧化層的致密度大幅提高的金屬基材本身。在這種情況下, 當(dāng)氧原子和碳原子滲透入金屬表層時(shí),它們之間的結(jié)合力也更強(qiáng),清洗時(shí)也會(huì)更加艱難。
激光清洗的原理復(fù)雜,包括材料表面發(fā)生的 燒蝕、分解、電離、降解、熔化、燃燒、氣化、振動(dòng)、爆炸、剝離等物理化學(xué)變化過程。而高溫氧化層對高溫有著更強(qiáng)的耐受性,這使得激光清洗基于燒蝕與氣化機(jī)理的部分更難起作用。

尋找去除高溫氧化層的綠色工藝替代是走向綠鋼的必經(jīng)之路
而這些因素最終導(dǎo)致早期激光清洗工藝在清洗高溫氧化層時(shí)效率普遍只有1-1.5㎡/h,無法滿足工業(yè)清洗的效率要求。
作為國內(nèi)少數(shù)深耕激光清洗技術(shù)研發(fā)的龍頭,我司在激光器固有性能和傳能光纖性能不變的前提下,通過特定工藝窗口和清洗方式,成功將高溫氧化層的清洗效率提升了600%-1000%,在該領(lǐng)域激光清洗效率率先突破10㎡/h ,并在后來的工藝?yán)圻M(jìn)優(yōu)化中逐步做到20-30㎡/h.該清洗效率仍落后于酸洗工藝,技術(shù)路徑也還不夠成熟。但它無疑是未來的方向之一。上述兩個(gè)例子也只是激光清洗應(yīng)用中小小一角,在激光焊接、切割、熔覆、硬化、毛化等等不同工藝加工方式中,可開拓的新市場數(shù)量將是令人振奮的。零碳工廠的概念不僅是綠鋁、綠鋼、再生聚丙烯等低碳原材料對原有材料的替代,也是材料生產(chǎn)過程中對環(huán)保不友好、能耗消耗大的工藝手段的替代。激光制造作為基本無污染、無耗材、全鏈可視可控的工業(yè)生產(chǎn)方式,在這其中可發(fā)揮的空間極大。
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從設(shè)備供應(yīng)到跟進(jìn)研發(fā);從追求功率到工藝為王;從國內(nèi)競爭到海外市場;從全國采購到集群效應(yīng);從集中競爭到多點(diǎn)開花。水滴激光憑借自身在新能源領(lǐng)域中的參與和感受仍不能刻畫這場快速變革的全貌。但能確定的是,我們將一直圍繞著技術(shù)創(chuàng)新而努力,立足自身技術(shù)優(yōu)勢,共同支持新能源制造行業(yè)的綠色、高質(zhì)量長遠(yuǎn)發(fā)展。構(gòu)建屬于中國企業(yè)的獨(dú)特競爭力,參與到推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的大潮中。?
激光行業(yè)日新月異,汽車制造業(yè)累日逐新;我們處在一個(gè)大時(shí)代中,時(shí)代奔流,希望我們都可以永遠(yuǎn)做在潮頭翻涌的水滴,始終走在行業(yè)的最前沿。以專業(yè)價(jià)值書寫?“中國故事”。
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