新能源汽車領(lǐng)域方面，2017全年銷量為77.7萬輛，同比增長53.3%。累計保有量達到180萬輛,占全球市場保有量50%以上。我國不僅是全球汽車大國，還是全球新能源汽車最大的市場。
這樣的成就是非常偉大，回看我國過去幾十年的交通工具發(fā)展歷程，在七八十年代，外國記者來到中國北京，在馬路上來來往往的自行車如潮水一般，“自行車王國”是歐美對中國的印象；在90年代至2004年，摩托車在我國迎來了黃金發(fā)展時期，家家戶戶至少擁有一臺；2004年至今，汽車產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，如今許多普通家庭也有了小汽車，還經(jīng)常出現(xiàn)馬路擁堵問題，中國已逐漸成為“汽車王國”。
一直以來，美國被稱為“汽車上的國家”，因為美國有3.2億人口，卻擁有2.53億輛汽車。據(jù)公安部交管局統(tǒng)計，截至2017年3月底，中國汽車保有量達2億輛，實現(xiàn)歷史性跨越。推算將于2019年超越美國，成世界汽車保有量最大的國家。再看另一發(fā)達國家德國，8200萬人口擁有4400萬輛汽車，我國超過13.5億人口，因此筆者預(yù)估我國汽車增長還會維持較長一段時間，也許在4億輛后年均增量才會緩慢下來。如今我國主要城市交通擁堵日趨嚴重，汽車銷量增長已經(jīng)出現(xiàn)緩慢甚至下降。隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)村生活質(zhì)量的提高，在未來5年內(nèi)將掀起農(nóng)民購車熱，將拉動我國汽車行業(yè)發(fā)展速度和激光應(yīng)用市場的火爆，就如當(dāng)年家電下鄉(xiāng)的場景，我國廣大的農(nóng)村購買力將進一步爆發(fā)并且維持汽車銷量增長。
社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展是汽車整車行業(yè)未來發(fā)展的決定因素
從整車制造行業(yè)來看，我國的整車行業(yè)在經(jīng)歷了近十年的快速發(fā)展之后，回歸到穩(wěn)定增長狀態(tài)。從中長期來看，以國家政策為導(dǎo)向的市場消費需求影響相對短暫，并且由于汽車工業(yè)對 GDP 的增長貢獻度較高，其對經(jīng)濟有巨大的拉動作用，在穩(wěn)增長的前提下，刺激或抑制汽車行業(yè)的政策均較難出臺，而地方性限購政策對汽車行業(yè)整體銷量的影響有限，故社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展是汽車工業(yè)持續(xù)增長的決定性因素。從目前市場走向來看：一是市場前景依然廣闊，新興市場規(guī)模將繼續(xù)擴大；二是全球化速度進一步加快，汽車產(chǎn)業(yè)鏈加速向新興國家轉(zhuǎn)移；三是汽車產(chǎn)業(yè)與電子信息產(chǎn)業(yè)結(jié)合將更加緊密；四是新能源汽車正成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向。
激光為汽車制造業(yè)的發(fā)展帶來革命性突破
隨著激光技術(shù)快速發(fā)展，激光設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域已非常廣泛，幾乎覆蓋了全部的加工制造業(yè)。如汽車行業(yè)、動力電池行業(yè)、手機通訊及3C電子、廣告字牌、管材加工、廚具衛(wèi)浴、鈑金加工等多種行業(yè)。在具體應(yīng)用中，激光加工具有傳統(tǒng)加工方式無法比擬的優(yōu)勢。在激光切割設(shè)備、激光焊接設(shè)備、激光微加工設(shè)備和自動化設(shè)備在內(nèi)的四大產(chǎn)品線的融合作用越來越突出。
汽車制造是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要一系列工藝技術(shù)合力完成。以激光加工、工業(yè)機器人、數(shù)字化控制為代表的先進技術(shù)正在不斷推動汽車制造業(yè)的升級，最為人熟知的就是機焊接車身和車頂。而激光作為一種先進加工方式，注定將為汽車制造業(yè)的發(fā)展帶來革命性突破。德國的奧迪、奔馳、大眾、瑞典的沃爾沃等歐洲的汽車制造廠早在20世紀80年代中后期就率先采用激光焊接車頂、車身、側(cè)框等鈑金焊接，90年代美國通用、福特和克萊斯勒公司，瑞典的沃爾沃汽車公司將激光焊接引入汽車制造，激光實現(xiàn)車身無縫焊接最顯著的優(yōu)點是焊接速度快，外形美觀。
近年來中國國產(chǎn)車從走低價路線向高端車邁進，先進激光工藝的應(yīng)用也成趨勢，目前已經(jīng)有江淮、東風(fēng)神龍、一汽集團、奇瑞等生產(chǎn)商已經(jīng)或考慮使用激光焊接技術(shù)。近十年來我國的白車身的焊接，在亞洲已經(jīng)走在日韓車系的前面。
新能源汽車一枝獨秀
隨著個人汽車增量進入平穩(wěn)發(fā)展，傳統(tǒng)燃油汽車已經(jīng)無法持續(xù)高增長，而過去兩年新能源汽車爆發(fā)性增長，加上前一陣歐洲的荷蘭、德國、法國和英國等國家紛紛宣布了禁售燃油車時間表，中國工信部也表態(tài)已在研究我國禁售燃油車可行性和時間表的問題，一時間公眾和汽車商更加堅定新能源汽車是未來的大趨勢。
2014～2017年，我國新能源汽車的產(chǎn)量分別是8萬輛、33.5萬輛、48萬輛和78.6萬輛，近三年的同比漲幅分別是318.75%、43.28%、63.75%，呈現(xiàn)了較為高速的增長。預(yù)計三年內(nèi)，新能源汽車年售量可達200萬輛。
目前國內(nèi)新能源車生產(chǎn)商比亞迪是領(lǐng)頭羊，而江淮、吉利、奇瑞等紛紛加入，不久前，廣汽聯(lián)手上海蔚來汽車共同研發(fā)新能源汽車。家電女強人董明珠力推格力收購珠海銀隆實現(xiàn)造車夢失敗后，以個人名義執(zhí)意入股銀隆；連搞物流、金融和地產(chǎn)的寶能集團也宣布投資300億元建設(shè)新能源產(chǎn)業(yè)園，首期規(guī)劃產(chǎn)能50萬輛新能源汽車及相關(guān)配套項目，繼之前收購萬科失利后，寶能將目光轉(zhuǎn)向了新能源汽車領(lǐng)域，入股觀致汽車將為寶能獲取乘用車制造牌照。
而外資品牌早已是摩拳擦掌，布局中國市場，雷諾聯(lián)手東風(fēng)汽車，福特和眾泰汽車合力開發(fā)純電動乘用車，戴姆勒找到的是北汽集團。在過去兩年時間內(nèi)，國內(nèi)共有200多個新能源汽車整車生產(chǎn)項目落地，涉及投資金額為超10000億人民幣。
激光焊接動力電池已成行業(yè)新寵
大族激光、海目星激光、聯(lián)贏激光、光大激光、逸飛激光等在汽車電池焊接方面取得不少的市場份額。在過去的幾年里，大族激光加大動力電池各個環(huán)節(jié)激光焊接設(shè)備的研發(fā)投入和產(chǎn)品更新?lián)Q代。在動力電池激光焊接系統(tǒng)方面，非常注重自動化模塊植入，為客戶提供整個動力電池激光焊接的自動化解決方案。目前，大族激光已推出電芯頂焊自動化解決方案、電芯側(cè)焊自動化解決方案、電池模組焊接自動化解決方案、電池電芯封栓焊接自動化解決方案、電池軟連接自動化解決方案，電池電芯防爆閥自動化解決方案等，已做到了設(shè)備全程無需人工干預(yù)，大幅減少了人工成本。未來幾年，自動化集成設(shè)備在新能源行業(yè)中的運用將會成為趨勢，無縫銜接客戶上下游的工序，都將實現(xiàn)無人操作的智能化的高效管理。
聯(lián)贏激光是國內(nèi)第一家專注于激光焊接的企業(yè)，早在2007年就涉足鋰電行業(yè)，是國內(nèi)較早進入鋰電研發(fā)和市場布局的企業(yè)，當(dāng)時很多電池廠家的產(chǎn)品部都處于驗證階段，產(chǎn)品多以銅、鋁材料為主。得益于獨特的能量負反饋技術(shù)及全方位的工藝設(shè)計，聯(lián)贏激光的激光器在焊接銅鋁方面取得了較好的成績，并奠定其在早期電池焊接行業(yè)中的領(lǐng)先地位。聯(lián)贏激光董事長韓金龍認為：一個好的系統(tǒng)解決方案不能僅靠設(shè)備的硬搭，必須在對產(chǎn)品充分了解，并對焊接工藝有準確把握的情況下，才能提供一個好的激光焊接系統(tǒng)解決方案。韓金龍進一步解釋說，激光焊接屬于精密焊接，焊點小、焊接尺寸精度高。相比于傳統(tǒng)電弧焊、電阻焊等焊接技術(shù)，激光焊接對材料及產(chǎn)品的要求相對較高，且目前市場對焊接效率要求也越來越高，因此需要引入自動化設(shè)備。但是，單純的自動化并不能獨立完成高質(zhì)量產(chǎn)品產(chǎn)出，需要有工藝的介入，所謂的工藝又包含客戶產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、焊接工藝和自動化工藝，三者缺一不可。
海目星激光成立于2008年，是國內(nèi)激光及自動化綜合解決方案領(lǐng)先提供商，其創(chuàng)新的激光&自動化綜合解決方案廣泛應(yīng)用于動力電池智能制造、鈑金智能裝配、3C行業(yè)等。近年海目星公司的激光智能裝備迅速開拓了動力電池的應(yīng)用市場，該公司的動力電池智能制造設(shè)備覆蓋了從激光制片到烘烤干燥整個生產(chǎn)過程，高速激光制片機作為行業(yè)創(chuàng)新設(shè)備，使用激光切替代傳統(tǒng)模切，以可靠性、可維護性、柔性生產(chǎn)能力為基本設(shè)計理念，達到VDA動力電池快速低成本換型，極大降低企業(yè)制造成本。
激光焊接是目前動力電池領(lǐng)域的焊接標配，是生產(chǎn)線上的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一?？紤]到國內(nèi)新能源車產(chǎn)量在未來幾年有望迎來快速增長，動力電池的需求也有望持續(xù)高增。根據(jù)GGII的預(yù)測，國內(nèi)2020年動力電池需求量有望達到146GWh，為2016年31Gwh的3.7倍，此外，根據(jù)中國投資咨詢網(wǎng)的數(shù)據(jù)，國內(nèi)動力電池的產(chǎn)能在2020年也有望達到250GWh。因此，以電動汽車的需求端為出發(fā)點做出相應(yīng)測算，預(yù)計未來3年動力電池激光焊接設(shè)備有望迎來68.18億元~70.78億元的市場空間。
激光機器人加工系統(tǒng)是高端自動化完美體現(xiàn)
隨著國家陸續(xù)出臺多項扶持智能制造技術(shù)發(fā)展的政策，近年來一些加工技術(shù)也逐漸升級，包括激光加工也從傳統(tǒng)簡單的加工變?yōu)楦痈咝?、更加靈活的多軸、多維加工，利用工業(yè)機器人可較好實現(xiàn)自動化與激光的高度結(jié)合效果。激光加工機器人系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅突破了原來二維加工的局限，還發(fā)展了三維加工的更多產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，尤其是對一些大型部件的加工效果顯著，大大拓展了激光加工的適用范圍。
制造業(yè)的未來趨勢是智能化、自動化，而以機器人、3D打印、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)為核心的智能制造將是未來制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，并將在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和結(jié)構(gòu)性調(diào)整中扮演十分重要的角色。
機器人激光加工系統(tǒng)既具有機器人運動靈活、柔性高的特點，又具有激光的加工速度快、質(zhì)量好、熱影響小等優(yōu)點，很好地滿足了現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的要求。激光機器人智能加工涉及到激光、光學(xué)、自動化、運動控制等多個領(lǐng)域，在汽車工業(yè)、軌道交通、航空航天、工程機械等均有較大發(fā)展?jié)摿?，無論是切割、焊接還是熔覆工藝都是常見應(yīng)用。
激光機器人在汽車制造工業(yè)中主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。其中激光拼焊是在車身設(shè)計制造中，根據(jù)車身不同的設(shè)計和性能要求，選擇不同規(guī)格的鋼板，通過激光切割和焊接技術(shù)完成車身某一部位的制造，例如前檔風(fēng)玻璃框架、車門內(nèi)板、車身底板、中立柱、行李箱、天窗底蓋等。而目前國內(nèi)激光企業(yè)普遍借助光纖激光器在激光市場的主導(dǎo)性和影響力，大力開發(fā)激光焊接在白車身、車頂、汽車座椅、車門板、行李箱等的應(yīng)用。
在人工成本及物價不斷上漲的今天，人們對汽車性能品質(zhì)要求越來越高，而希望價格越來越低，這兩者貌似相互矛盾而又是消費者實在的要求，那企業(yè)如何實現(xiàn)并擁有自身競爭力呢？唯一的做法就是管理成本、人力成本的降低，以及新生產(chǎn)工藝的引進與效率的提升，現(xiàn)階段激光加工技術(shù)能助力企業(yè)實現(xiàn)這一點。
輕量化是我國汽車行業(yè)未來發(fā)展的方向
我國汽車行業(yè)高速發(fā)展的同時，也帶來了諸如交通、環(huán)保、能源等一系列社會問題。2016、2017連續(xù)兩年的冬春季我國北方地區(qū)出現(xiàn)大面積重度霧霾，給我們空氣污染問題敲響了警鐘。我國汽車保有量超過2億，汽車尾氣成為了霧霾產(chǎn)生的重要原因。在國家越來越重視節(jié)約資源、節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟的政策指引下，除了大力發(fā)展新能源汽車，汽車輕量化也成為了我國汽車行業(yè)發(fā)展的新方向。
一般家用轎車成本里，油費是最大的成本開支，因此很多普通家庭購車優(yōu)先考慮汽車的油耗，其次是安全性。汽車輕量化在過去幾年在汽車行業(yè)頗受關(guān)注，新材料和新加工技術(shù)的應(yīng)用也是一大趨勢。據(jù)了解，汽車車身約占汽車總重量的30%，在空載情況下約 70%的油耗用在車身重量上，若汽車整車重量降低 10%，燃油效率可提高6%-8%；整車重量每減少 100kg，其百公里油耗可減低 0.4-1.0L，二氧化碳排放量也將相應(yīng)減少7.5-12.5g/km。汽車輕量化后車輛加速性提高，車輛控制穩(wěn)定性、噪音、振動方面也均有改善。因此，車身重量的降低將對整車的燃油經(jīng)濟性、車輛控制穩(wěn)定性、減少廢氣排放都有顯著效果。
汽車輕量化已在車企中得到日益重視，使用更多鋁合金等輕量化材料已成為汽車尤其是未來純電新能源車在輕量化設(shè)計中的重要方案之一。公司在鋁材電池的激光焊接工藝和技術(shù)有十余年積累和應(yīng)用，焊接良率及整體方案設(shè)計在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，并推出了對鋁材等高反材料焊接效果更好、良率更高的復(fù)合激光焊接，以及激光飛行焊等汽車激光焊接的核心產(chǎn)品，代表客戶包括了一汽、上汽、比亞迪、長城汽車、億邁齒輪等，未來有望在激光焊接對國產(chǎn)車的普及、以及新能源車白車身和零部件對鋁合金使用占比不斷提升的趨勢下充分受益，成為繼動力電池業(yè)務(wù)之后的第二大業(yè)務(wù)增長點。
激光加工技術(shù)是實現(xiàn)汽車輕量化的重要工藝手段。就激光焊接來說，激光焊接是無接觸性的，在加工過程中，可以不觸碰產(chǎn)品就能實現(xiàn)精密焊接，而傳統(tǒng)的連接方式，有的是靠螺絲緊固，有的是靠膠粘連接，并不能滿足現(xiàn)代汽車制造中對精密性和堅固性的要求，并且傳統(tǒng)的方式也不適用于連接新材料。比如激光焊接車頂就可以免除原來車頂?shù)膬蓷l封口皮帶，并且整車車身強度提升了許多。激光焊接在連接的堅固性、無縫性、精密性和清潔性上都實現(xiàn)了工藝的跨越式進步，將成為未來重要工藝方式。
結(jié)語
汽車僅僅有100多年歷史，然而無疑是目前全球最主要的交通工具，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全球汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過30萬億元，汽車產(chǎn)業(yè)在主要的經(jīng)濟體例如美國、中國、德國、日本等均占有重要地位。這是一個龐大的產(chǎn)業(yè)，其牽涉到數(shù)十個行業(yè)的產(chǎn)品，是一個工業(yè)體系，也是許多新技術(shù)、新工藝首先得到應(yīng)用的領(lǐng)域，這就是為什么汽車制造市場成為各種新技術(shù)新設(shè)備爭取的目標的原因。
激光技術(shù)不容置疑會在新一代智能汽車上發(fā)揮重要作用，除了激光切割、焊接、清洗等加工外，還有激光雷達在自動駕駛的應(yīng)用，以及激光光源作為車燈。目前歐美車系生產(chǎn)中50%以上的工序應(yīng)用到激光，國內(nèi)汽車制造也必然追隨國外的步伐，激光自動化生產(chǎn)線將逐步進入國內(nèi)汽車制造商，隨著機器換人的深入推進，激光智能裝備將在國內(nèi)汽車生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要作用。
激光企業(yè)如何掌握這一大市場？首先是要抓住不斷創(chuàng)新，掌握激光自有技術(shù)和核心技術(shù)；其次是要真正將激光工藝融合到工業(yè)自動化中，同步協(xié)調(diào)發(fā)展，搶占市場制高點；再三是抓住時間節(jié)點和市場節(jié)點，從戰(zhàn)略著眼，從現(xiàn)實入手掌握發(fā)展趨向，做好市場布局；第四是利用政策桿杠，借助政府無形之手，助力企業(yè)增加后勁，打造品牌，推動激光上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
星之球激光研究院＼老牛、Johnny
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