九江关于成立激光加工设备公司可行性报告模板范本.docx

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1、泓域咨询/九江关于成立激光加工设备公司可行性报告九江关于成立激光加工设备公司可行性报告xx有限公司目录第一章 拟组建公司基本信息9一、 公司名称9二、 注册资本9三、 注册地址9四、 主要经营范围9五、 主要股东9公司合并资产负债表主要数据10公司合并利润表主要数据10公司合并资产负债表主要数据12公司合并利润表主要数据12六、 项目概况12第二章 市场分析18一、 行业相关政策18二、 行业特点20第三章 背景及必要性26一、 行业概况26二、 激光器产业市场发展情况33三、 积极推动外贸出口38四、 项目实施的必要性38第四章 公司成立方案40一、 公司经营宗旨40二、 公司的目标、主要职

2、责40三、 公司组建方式41四、 公司管理体制41五、 部门职责及权限42六、 核心人员介绍46七、 财务会计制度48第五章 发展规划54一、 公司发展规划54二、 保障措施55第六章 法人治理结构58一、 股东权利及义务58二、 董事60三、 高级管理人员64四、 监事66第七章 环境保护方案69一、 编制依据69二、 建设期大气环境影响分析70三、 建设期水环境影响分析71四、 建设期固体废弃物环境影响分析72五、 建设期声环境影响分析73六、 环境管理分析73七、 结论74八、 建议75第八章 风险评估分析76一、 项目风险分析76二、 项目风险对策78第九章 选址方案分析80一、 项目

3、选址原则80二、 建设区基本情况80三、 激发市场主体活力82四、 精准扩大有效投资82五、 项目选址综合评价83第十章 经济效益评价84一、 经济评价财务测算84营业收入、税金及附加和增值税估算表84综合总成本费用估算表85固定资产折旧费估算表86无形资产和其他资产摊销估算表87利润及利润分配表89二、 项目盈利能力分析89项目投资现金流量表91三、 偿债能力分析92借款还本付息计划表93第十一章 项目进度计划95一、 项目进度安排95项目实施进度计划一览表95二、 项目实施保障措施96第十二章 投资方案97一、 投资估算的编制说明97二、 建设投资估算97建设投资估算表99三、 建设期利息

4、99建设期利息估算表100四、 流动资金101流动资金估算表101五、 项目总投资102总投资及构成一览表102六、 资金筹措与投资计划103项目投资计划与资金筹措一览表104第十三章 项目综合评价说明106第十四章 附表附件108主要经济指标一览表108建设投资估算表109建设期利息估算表110固定资产投资估算表111流动资金估算表112总投资及构成一览表113项目投资计划与资金筹措一览表114营业收入、税金及附加和增值税估算表115综合总成本费用估算表115固定资产折旧费估算表116无形资产和其他资产摊销估算表117利润及利润分配表118项目投资现金流量表119借款还本付息计划表120建筑

5、工程投资一览表121项目实施进度计划一览表122主要设备购置一览表123能耗分析一览表123报告说明激光器是激光加工产业的核心器件,是高端激光加工装备的“芯片”。激光器系统综合了光学、电子技术、机械设计与制造、自动控制、计算机软件开发与数字图像处理、精密光学设计、视觉图像处理、运动控制、光-材料作用机理等多学科领域,属于高端光电技术产品,技术壁垒较高。能量密度、单色性、相干性、定向性和稳定性是激光器输出激光的关键指标,调Q技术、锁模技术、CPA技术、MOPA技术等技术直接决定了激光器的质量和稳定性,完全掌握这些技术并系统运用的难度较大。同时,激光器种类较多,应用领域广泛,单一市场规模不大,只有

6、掌握多种激光器生产技术和应用工艺的生产商才具有市场竞争力,进一步抬高了行业进入门槛。因此潜在进入者需要较大规模的资金、设备投入,组建掌握多项技术的人才队伍,并经过较长时间的积累才有可能进入本行业。xx有限公司主要由xx集团有限公司和xxx有限责任公司共同出资成立。其中:xx集团有限公司出资596.00万元,占xx有限公司40%股份;xxx有限责任公司出资894万元,占xx有限公司60%股份。根据谨慎财务估算,项目总投资34575.34万元,其中:建设投资27381.98万元,占项目总投资的79.20%;建设期利息586.71万元,占项目总投资的1.70%;流动资金6606.65万元,占项目总投

7、资的19.11%。项目正常运营每年营业收入81600.00万元,综合总成本费用67099.38万元,净利润10580.48万元,财务内部收益率22.18%,财务净现值12632.74万元,全部投资回收期5.86年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。项目建设符合国家产业政策,具有前瞻性;项目产品技术及工艺成熟,达到大批量生产的条件,且项目产品性能优越,是推广型产品;项目产品采用了目前国内最先进的工艺技术方案;项目设施对环境的影响经评价分析是可行的;根据项目财务评价分析,经济效益好,在财务方面是充分可行的。第一章 拟组建公司基本信息一、 公司名称xx有限公司(以工商

8、登记信息为准)二、 注册资本1490万元三、 注册地址九江xxx四、 主要经营范围经营范围:从事激光加工设备相关业务(企业依法自主选择经营项目,开展经营活动;依法须经批准的项目,经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动;不得从事本市产业政策禁止和限制类项目的经营活动。)五、 主要股东xx有限公司主要由xx集团有限公司和xxx有限责任公司发起成立。(一)xx集团有限公司基本情况1、公司简介公司坚持提升企业素质,即“企业管理水平进一步提高,人力资源结构进一步优化,人员素质进一步提升,安全生产意识和社会责任意识进一步增强,诚信经营水平进一步提高”,培育一批具有工匠精神的高素质企业员工,企业品牌影响力

9、不断提升。公司不断建设和完善企业信息化服务平台,实施“互联网+”企业专项行动,推广适合企业需求的信息化产品和服务,促进互联网和信息技术在企业经营管理各个环节中的应用,业通过信息化提高效率和效益。搭建信息化服务平台,培育产业链,打造创新链,提升价值链,促进带动产业链上下游企业协同发展。2、主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额14022.4611217.9710516.84负债总额6683.525346.825012.64股东权益合计7338.945871.155504.20公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度

10、营业收入34986.3927989.1126239.79营业利润7313.075850.465484.80利润总额6205.994964.794654.49净利润4654.493630.503351.23归属于母公司所有者的净利润4654.493630.503351.23(二)xxx有限责任公司基本情况1、公司简介本公司秉承“顾客至上,锐意进取”的经营理念,坚持“客户第一”的原则为广大客户提供优质的服务。公司坚持“责任+爱心”的服务理念,将诚信经营、诚信服务作为企业立世之本,在服务社会、方便大众中赢得信誉、赢得市场。“满足社会和业主的需要,是我们不懈的追求”的企业观念,面对经济发展步入快车道的

11、良好机遇,正以高昂的热情投身于建设宏伟大业。公司满怀信心,发扬“正直、诚信、务实、创新”的企业精神和“追求卓越,回报社会” 的企业宗旨,以优良的产品服务、可靠的质量、一流的服务为客户提供更多更好的优质产品及服务。2、主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额14022.4611217.9710516.84负债总额6683.525346.825012.64股东权益合计7338.945871.155504.20公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入34986.3927989.1126239.79营业利润7313

12、.075850.465484.80利润总额6205.994964.794654.49净利润4654.493630.503351.23归属于母公司所有者的净利润4654.493630.503351.23六、 项目概况(一)投资路径xx有限公司主要从事关于成立激光加工设备公司的投资建设与运营管理。(二)项目提出的理由回顾激光行业发展进程,产业规模整体呈周期性波动向上趋势。以美国IPG、美国相干、大族激光、华工科技为代表的国内外龙头公司季度营收上行趋势明显;另一方面,季度同比数据显示全球激光产业规模历经2009下半年至2010上半年、2017上半年至2018上半年两次较大幅度提升后,目前受宏观经济形

13、势波动、终端产品创新周期、贸易争端等多因素叠加影响,行业发展略有放缓。预计未来随着5G商用的全面推进,新的应用场景不断显现,激光产业有望迎来快速发展。“十三五”时期,积极融入长江经济带,振兴江西北大门,打造区域率先发展战略高地,有效应对各类风险挑战特别是新冠肺炎疫情和特大洪灾的严重冲击,即将如期与全省全国同步全面建成小康社会。经济运行总体平稳,GDP年均增长8%,位居全省“第一方阵”,2020年总量达到3280亿元,三次产业比由“十二五”期末的7.0:52.0:41.0调整为2020年的6.9:47.1:46.0。产业体系初步成型,石油化工、纺织服装、装备制造、新材料、钢铁有色、电子信息、绿色

14、食品、数字经济、航运物流、文化旅游等十大重点产业加快发展,千亿产业总数达到5个。创新发展步伐加快,“一南一北”“一东一西”“一县一园”科创平台作用显现,全社会研发投入年均增长40%,高新技术产业占比较“十二五”期末提高2.4个百分点。改革攻坚实现突破,成功设立庐山市、成功撤九江县设柴桑区、成功创立鄱阳湖生态科技城,庐山、庐山西海、八里湖新区管理体制进一步理顺,庐山西海风景名胜区成功创建5A级景区,武宁县成功创建国家全域旅游示范区,打造了长江最美岸线、民生资金监管平台等一批改革品牌。开放优势更加凸显,九江综合保税区、进口肉类指定口岸、跨境电子商务综合试验区、航运交易中心等平台相继建成运营,红光国

15、际港顺利开港。生态环保成效显著,长江经济带“共抓大保护”攻坚行动取得阶段性胜利,长江经济带绿色发展示范区建设取得重大进展,生态环境质量明显改善,“水美、岸美、产业美、环境美”格局加快形成。城乡面貌焕然一新,“五大组团”协调推进,中心城区加快由八里湖时代迈向赛城湖时代,县城和集镇功能不断完善,乡村振兴战略深入实施,城镇落户限制全面放开,城镇化率达到58.3%,五年提高7.7个百分点。社会事业长足进步,公共服务体系不断健全,义务教育发展提前两年实现基本均衡,文化事业和文化产业繁荣发展,精神文明建设卓有成效,国家卫生城市成功创建,国家公共文化服务体系示范区成功获批,国家历史文化名城通过考核评估。民生

16、福祉大幅提升,修水(国贫县)、都昌(省贫县)顺利脱贫“摘帽”,347个贫困村全部退出,现行标准下农村贫困人口全面脱贫;全市城乡居民人均可支配收入分别年均增长7.8%、8.7%,2020年达到40170元和16876元;城乡社会保障体系、医疗保障体系、公共就业服务等实现全覆盖。党的建设全面加强,“不忘初心、牢记使命”主题教育扎实开展,各级党组织锻造得更加坚强有力,依法治市纵深推进,扫黑除恶专项斗争取得重大成果,经济建设与国防建设协调发展,安全生产和自然灾害防治救形势持续向好,社会保持和谐稳定。“十三五”规划目标总体将如期实现,九江发展已站在新的历史起点上。(三)项目选址项目选址位于xx,占地面积

17、约94.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。(四)生产规模项目建成后,形成年产xx台激光加工设备的生产能力。(五)建设规模项目建筑面积105196.51,其中:生产工程59831.33,仓储工程25093.44,行政办公及生活服务设施9277.06,公共工程10994.68。(六)项目投资根据谨慎财务估算,项目总投资34575.34万元,其中:建设投资27381.98万元,占项目总投资的79.20%;建设期利息586.71万元,占项目总投资的1.70%;流动资金6606.65万元,占项目总投资的19.11%。(七)经济

18、效益(正常经营年份)1、营业收入(SP):81600.00万元。2、综合总成本费用(TC):67099.38万元。3、净利润(NP):10580.48万元。4、全部投资回收期(Pt):5.86年。5、财务内部收益率:22.18%。6、财务净现值:12632.74万元。(八)项目进度规划项目建设期限规划24个月。(九)项目综合评价经分析,本期项目符合国家产业相关政策,项目建设及投产的各项指标均表现较好,财务评价的各项指标均高于行业平均水平,项目的社会效益、环境效益较好,因此,项目投资建设各项评价均可行。建议项目建设过程中控制好成本,制定好项目的详细规划及资金使用计划,加强项目建设期的建设管理及项

19、目运营期的生产管理,特别是加强产品生产的现金流管理,确保企业现金流充足,同时保证各产业链及各工序之间的衔接,控制产品的次品率,赢得市场和打造企业良好发展的局面。第二章 市场分析一、 行业相关政策激光技术在国民经济发展中的应用非常广泛,涉及工业制造、通讯、信息处理、医疗卫生、节能环保、航空航天等多个领域,是发展高端精密制造的关键支撑技术,助力国家产业转型升级。我国各级政府十分重视发展激光产业,在深圳、武汉、广州等地投资建设“光谷”以及激光产业园。近年来,行业主要产业政策如下:高端智能再制造行动计划(2018-2020年)加快研发应用再制造旧件损伤三维反求系统以及等离子、激光、电弧等复合能束能场自

20、动化柔性再制造成形加工装备等。鼓励应用激光、电子束等高技术含量的再制造技术,面向大型机电装备开展专业化、个性化再制造技术服务,培育一批服务型高端智能再制造企业。“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划面向航空航天、高端装备、电子制造、新能源、新材料、医疗仪器等战略新兴产业的迫切需求,实现高端产业激光制造装备的自主开发,形成激光制造的完整产业体系,促进我国激光制造技术与产业升级,大幅提升我国高端激光制造技术与装备的国际竞争力。战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(2016版)战略性新兴产业重点产品:高性能激光器、准分子激光退火设备、半导体激光器件、高性能全固态激光器件、光纤激光器件、固态激光材

21、料、稀土激光晶体。“十三五”国家战略性新兴产业发展规划搭建增材制造工艺技术研发平台,提升工艺技术水平。研制推广使用激光、电子束、离子束及其他能源驱动的主流增材制造工艺装备。加快研制高功率激光器、扫描振镜、动态聚焦镜及高性能电子枪等配套核心器件和嵌入式软件系统,提升软硬件协同创新能力,建立增材制造标准体系。在航空航天、医疗器械、交通设备、文化创意、个性化制造等领域大力推动增材制造技术应用,加快发展增材制造服务业。“十三五”国家科技创新规划“先进制造技术”一栏中指出,要开展超快脉冲、超大功率激光制造等理论研究,突破激光制造关键技术,研发高可靠长寿命激光器核心功能部件、国产先进激光器以及高端激光制造

22、工艺装备,开发先进激光制造应用技术和装备。国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要支持新一代信息技术、新能源汽车、生物技术、绿色低碳、高端装备与材料、数字创意等领域的产业发展壮大。大力推进先进半导体、机器人、增材制造、智能系统、新一代航空装备、空间技术综合服务系统、智能交通、精准医疗、高效储能与分布式能源系统、智能材料、高效节能环保、虚拟现实与互动影视等新兴前沿领域创新和产业化,形成一批新增长点。中国制造2025围绕重点行业转型升级和新一代信息技术、智能制造、增材制造、新材料、生物医药等领域创新发展的重大共性需求,形成一批制造业创新中心(工业技术研究基地),重点开展行业基础和共性关键技术研发、成

23、果产业化、人才培训等工作。到2020年,重点形成15家左右制造业创新中心(工业技术研究基地)。二、 行业特点1、行业技术水平及技术特点作为一种加工手段,激光技术是重要的支撑技术,已经被广泛应用到工业制造、通讯、信息处理、医疗卫生、节能环保、航空航天以及科研等方面的各个领域,它对传统产业的技术改造和新兴产业的发展将起到重大的促进作用,得到了激光技术和激光产业在国内备受重视,激光行业已被列入“十二五”国家重点支持发展的行业。在制造振兴与产业升级的背景下,我国激光产业经历了超过10年的高速增长,已经具有了一定的规模,但与激光产业发达国家相比仍存在较大差距,尤其是在激光光源与激光高端应用方面。近年来,

24、我国激光器行业快速发展,行业内企业不断推出自主研发的激光器产品参与国际竞争,力图打破由美国相干、美国光谱物理、美国IPG、德国通快等国外企业垄断中国激光器市场的格局。在微加工激光器市场,国内激光器企业在DPSS调Q纳秒激光器、超短脉冲激光器、MOPA纳秒/亚纳秒激光器(偏振光纤输出)等各个细分领域推出了质量优良、价格适中、性能指标与国际先进水平接近的激光器产品,市场占有率稳步上升,但在品牌综合能力上与国际激光行业巨头相比仍存在一定差距。目前全球制造业正处在精细化、智能化、定制化发展的道路上,激光加工精密、柔性、热效应小的特点与制造升级的需求较为契合,使得激光技术成为微加工领域的重要加工技术。激

25、光微加工技术在新能源、信息技术、生物医疗、新材料、消费电子、航空航天等领域的应用日益增多,包括精密切割、钻孔、焊接、表面改性、内部改性、修整清洗、增材制造等工艺。不断增加的微加工应用场景和需求正驱动激光技术的不断革新突破,向更短波长、更窄脉宽、更高功率、更稳定可靠、更长使用寿命的方向发展,以满足激光精细加工与各类应用场景的深度融合。2、行业特征(1)周期性激光广泛应用于产品制造和服务领域,下游行业较广,受单一行业周期性变化影响不显著。随着国家产业结构转型升级不断深入,激光应用领域将更加广泛,行业周期性将被进一步平抑。(2)地域性为提高企业市场响应能力,激光器生产地一般靠近激光设备产地。全球激光

26、设备生产企业主要分布于欧洲、北美、中国、日本等国家和地区,我国激光设备生产商则主要位于华中地区、珠三角、长三角和环渤海地区。(3)季节性激光器行业的季节性主要受下游客户需求的季节性影响,不同细分市场有不同的行业特征,季节性存在差异,但因为下游应用行业广泛,行业的季节性整体上不明显。一般而言,一季度受春节因素影响,收入占比较低,业绩为全年低点。3、行业壁垒(1)技术壁垒激光器是激光加工产业的核心器件,是高端激光加工装备的“芯片”。激光器系统综合了光学、电子技术、机械设计与制造、自动控制、计算机软件开发与数字图像处理、精密光学设计、视觉图像处理、运动控制、光-材料作用机理等多学科领域,属于高端光电

27、技术产品,技术壁垒较高。能量密度、单色性、相干性、定向性和稳定性是激光器输出激光的关键指标,调Q技术、锁模技术、CPA技术、MOPA技术等技术直接决定了激光器的质量和稳定性,完全掌握这些技术并系统运用的难度较大。同时,激光器种类较多,应用领域广泛,单一市场规模不大,只有掌握多种激光器生产技术和应用工艺的生产商才具有市场竞争力,进一步抬高了行业进入门槛。因此潜在进入者需要较大规模的资金、设备投入,组建掌握多项技术的人才队伍,并经过较长时间的积累才有可能进入本行业。(2)品牌及客户资源壁垒激光器是下游激光装备的关键部件,设备制造商为提高产品市场竞争力,一般会对激光器的性能指标、运行稳定性和售后服务

28、提出较高的要求,良好的品牌形象、产品过往的销售业绩、稳定的运行记录、良好的加工效果和优质的售后服务等都是形成稳定客户资源的前提,而这些条件难以在短期内获得。因此,良好的品牌影响力构成本行业的进入壁垒。随着国内激光行业的快速发展,光束质量好、产品一致性高、质量可靠稳定的激光器和激光设备生产商逐步与下游客户形成了较为稳定的合作关系,新的竞争对手难以轻易对其产生替代效应,无法快速进入客户的产业链,形成较高的客户资源壁垒。(3)人才壁垒激光器制造业属于技术密集型和知识密集型行业,对专业人才要求较高。我国培养了一批优秀的激光专业人才,但由于我国激光产业化时间较短,具有产业经验的技术及管理人员,尤其是高端

29、人才仍较为紧缺。将一名初级从业人员培养成为一名资深人员需要较长的时间,较高的人才培养成本提高了本行业的进入门槛。4、未来发展趋势全球制造业呈现出精细化、智能化、定制化的发展趋势,主要工业发达国家大力发展精度达到微米、纳米级的微加工技术;应用于微加工领域的激光技术是发展高端精密制造的关键支撑技术之一,激光器是激光加工装备的核心部件,激光器技术水平成为影响激光加工装备的技术水平的关键因素;微加工激光器将保持向更短波长、更窄脉宽、更高功率方向发展的趋势。随着微加工应用场景的不断扩展,以紫外、深紫外为代表的短波长激光器和以皮秒、飞秒为代表的超短脉冲激光器市场容量将持续增加。传统DPSS调Q纳秒激光技术

30、在往更短波长、更高功率方向发展的同时,追求材料和器件的多样化,以提高激光器的光光转换效率,改善光束质量,压缩脉冲宽度,提高可靠性和延长工作寿命,同时通过使用不同的增益介质改变激光的输出特性,以满足客户在不同应用场景的需求。超快激光器将凭借其窄脉宽、超精超微“冷加工”的特点,在精细微加工领域获得更多应用,规模化市场应用的步伐将会加快。在向高功率、高光束质量发展的同时解决短波长、高可靠性的技术难点,实现皮秒、飞秒级超快激光器在紫外、深紫外和更短波段的高功率输出,成为行业内的重要技术挑战。脉冲光纤激光器将向高平均功率和高峰值功率发展,连续光纤激光器将向超高功率方向发展。为了拓展微加工应用场景,传统光

31、纤激光器生产商需要解决光纤激光器难以实现非线性转化的技术难题,偏振输出的固体-光纤混合激光器为未来光纤激光技术在微加工应用场景中的主流发展方向之一。此外,定制化为发展趋势之一。将激光光源和精密光学设计、视觉图像处理、运动控制、光-材料作用机理等技术的有效融合是推动微加工应用发展的关键,将成为众多行业的支撑技术之一。由于技术进步、技术保密和个性化生产的需要,更多客户将选择定制产品方式推动生产智能化进程。第三章 背景及必要性一、 行业概况1、激光器工作原理激光是二十世纪继核能、半导体、计算机后又一重大发明,并凭借其良好的单色性、方向性、亮度等特质被广泛应用于工业制造、生物医疗、军事等领域,被誉为“

32、最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光器是激光的发生装置,主要由泵浦源、增益介质、谐振腔等组成。泵浦源为激光器的激发源,谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路,增益介质指可将光放大的工作物质。在工作状态下增益介质通过吸收泵浦源提供的能量,经谐振腔振荡选模输出激光。泵浦源:为实现和维持增益介质产生粒子数反转提供能量的装置。增益介质:激光器的核心,是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质,主要可分为固态(含固体、光纤和半导体)、气体、液体等。谐振腔:控制光束的传播方向,提高激光单色性和相干性,缩短工作物质长度,调节产生激光的模式,选择共振腔轴线方向的光,借助两端的具有选择性反射功

33、能的反光镜形成往返运动,实现“光放大”。2、激光器分类与调制技术(1)激光器分类激光器可以按照增益介质、输出波长、运转方式、泵浦方式进行分类。按增益介质分类按照增益介质的不同,激光器可分为固体(含全固态、光纤、混合、半导体)、气体、液体激光器等。产品目前涉及全固态(DPSS)、MOPA光纤(偏振)及固体-光纤混合模式等主流激光器。目前发现可做增益介质的物质有近千种,常见的有掺钕钇铝石榴石(又称YAG)、红宝石、钕玻璃、光纤、二氧化碳等。每类增益介质激光器具有自身的比较优势,应用领域有所侧重,相互间完全替代可能性较小。按输出波长分类激光器按照波长可分为红外光激光器、可见光激光器、紫外激光器、深紫

34、外激光器等。不同结构的物质可吸收的光波长范围不同,因此需要各波长的激光器应用于不同材料的精细加工。红外激光器与紫外激光器是运用最广泛的两种激光器:红外激光器主要应用于“热加工”,将材料表面的物质加热并使其汽化(蒸发),以除去材料;在薄膜非金属材料加工,半导体晶圆切割,有机玻璃切割、钻孔、打标等领域,高能量的紫外光子直接破坏非金属材料表面的分子键,使分子脱离物体,这种方式不会产生高热量反应,因此通常被称为“冷加工”,紫外激光机在微加工领域具有不可替代的优势。由于紫外光子能量大,难以通过外激励源激励产生一定高功率的连续紫外激光,故连续紫外激光一般是应用晶体材料非线性效应变频方法产生,因此目前广泛应

35、用工业领域的紫外激光器主要是固体紫外激光器。按运转方式分类激光运转方式是激光器的技术核心,主要可以分为连续激光器和脉冲激光器。连续激光器中各能级的粒子数及腔内辐射场均具有稳定分布,其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行。连续激光器可以在较长一段时间内连续输出激光,但热效应较明显。脉冲激光器以不连续方式输出激光,主要特点是热效应小,可控性好。脉冲激光器的脉冲宽度指激光功率维持在一定值时所持续的时间。目前常用的工业微加工激光器可分为纳秒激光器、皮秒激光器和飞秒激光器等。脉冲宽度越窄,对激光调制技术的应用要求就越高。A、纳秒(10-9s)激光器:纳秒激

36、光器的脉冲持续时间一般介于几十到几百纳秒的范围内。目前市场上纳秒脉冲激光器技术较为成熟,供选产品丰富,在向大功率和短波长的发展过程中光纤激光器和固体激光器各具优势。B、超快激光器:超快激光器是指激光脉冲持续时间更短的激光器。相对纳秒激光器,超快激光器脉冲持续时间极短,瞬时功率极高,能量聚焦到极小的空间区域且不受脉冲重复频率和平均功率影响,光束质量持续稳定。目前超快激光器主要包括皮秒(10-12s)激光器和飞秒(10-15s)激光器,以飞秒激光为代表的超快脉冲激光技术是全球前沿激光技术之一。(2)激光器调制技术激光器是应用于微加工领域的有效工具,激光可以会聚于微小的目标区域并实现“冷加工”的效果

37、。在目标区域内激光和材料的相互作用将由多个参数加以控制,诸如波长、脉冲能量和脉冲宽度等,参数组合决定脉冲的峰值能量密度。不同的参数组合可以产生打标、切割、穿孔、退火、淬硬等操作所需的加工条件。为提高脉冲激光器的输出功率,增加能量密度,控制热效应,行业研发了多种调制技术,主要包括调Q技术、锁模技术、可调谐技术、啁啾脉冲放大技术(又称CPA技术)及主振荡功率放大技术(又称MOPA技术)等,具体情况如下:调Q技术的工作原理是在工作物质的粒子数反转状态形成后并不使其产生激光振荡,待粒子数积累到足够高的程度后,突然瞬时打开开关,从而可在较短的时间内形成十分强的激光振荡和高功率、窄脉宽脉冲激光输出;锁模技

38、术是指共振腔内不同纵向模式间存在确定相位差,由此获得一系列在时间上等间隔的激光超短脉冲序列,配合特殊的快速光开关技术,可进一步从脉冲序列中选出单一的超短激光脉冲;可调谐技术是指在一定范围内连续可控输出波长。目前,激光晶体(固体激光器的增益介质)已经达到了上百种,如蓝宝石、YAG晶体等。固体激光器倍频技术最为成熟,光波段实现了紫外到红外的全覆盖,为激光波长可调谐奠定了坚实基础;CPA技术是指用展宽器将飞秒脉冲在时域上展宽,成为几百皮秒或纳秒量级的长脉冲,经多级放大充分提取增益介质中的储能后,再用具有相反色散的脉宽压缩器将长脉冲压缩至接近其初始的脉宽值;MOPA技术是将具有高光束质量的种子信号光和

39、泵浦光,通过一定的方式耦合进双包层光纤进行放大,从而实现对种子光源的高功率放大。激光器的MOPA结构是解决超快激光兼具高峰值功率和高光束质量的最优方式。超快激光器的MOPA结构及其四种理论组合用于微加工领域的激光器选择取决于诸多因素,其中包括材料属性、加工形状、所需精度等,为了满足微细加工日益严苛的精度要求,短波长、窄脉宽、高功率将成为应用于微加工领域激光技术的主要发展趋势。研发和生产的微加工激光器包括DPSS调Q纳秒固体激光器、超短脉冲激光器(皮秒、飞秒级)和MOPA纳秒/亚纳秒激光器,覆盖红外到深紫外的不同波段,能够满足工业微加工当前和未来主流消费市场的精细加工需求。3、激光加工特点及微加

40、工应用激光加工是激光技术的工业应用,将一定功率的激光聚焦于被加工物体上,使激光与物体相互作用,加热、熔化或气化被加工物质,达到加工目的。激光加工是一种典型的无接触式加工,与其他加工方式相比具有后续工艺少、可控性好、易于集成、加工效率高、材料损耗小、环境污染低、高柔性、高质量等显著优点。近年来,激光加工不断替代传统加工方式,以激光器为基础的激光工业发展迅速,目前已被广泛应用于工业制造、通讯、信息处理、军事及教育科研等领域,形成了遍布全球的产业链条,产业分工的成熟度和深入程度不断提升。随着未来应用产品向超精超微方向发展,激光在微加工领域的应用将越来越广泛。激光切割利用经聚焦的高功率密度激光束照射工

41、件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而将工件割开。切割速度快,表面光滑美观,一次性加工,工件变形小,无工具磨损,清洁污染小,可加工金属、非金属及非金属复合材料、皮革、木材、纤维等,适用于汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件的精细加工。激光焊接利用高能量密度的激光束辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。焊接性变小,不受磁场影响,空间限制小,无电极污染,适用于自动高速焊接,可焊接不同属

42、性的金属,可在封闭空间工作,适用于圆形锯片、压克力、弹簧垫片、电子机件用铜板、部分金属网板、铁板、钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。激光打标利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记。为非接触加工,可在任何异型表面标刻,工件不会变形和产生内应力,加工精度高,加工速度快,清洁环保,成本低廉,适于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的标记。激光雕刻激光照射材料表面,材料吸收能量后瞬间熔化或者气化,形成刻线。自动跳号,热影响区域小,线条精细,耐清洗耐磨损,环保节能,节省材料,

43、可用于木制品、有机玻璃、金属板、玻璃、石材、水晶、纸张、双色板、氧化铝、皮革、树脂等材料的蚀刻。表面处理利用激光加热金属材料表面,实现表面热处理。加工速度快,部件变形小,精确加工,实现自动淬火的处理效果,适合于缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等汽车零部件的热处理,同时在航空航天、机床行业等领域也有广泛应用。激光快速成型(3D打印)采用铺粉辊将一层粉末平铺在工件表面,激光束按照粉末层的轮廓截面扫描粉层,使粉末熔化后烧结,实现工件粘接。加工工艺简单,可加工材料广泛,加工精度高,无需支撑结构,材料利用率高,结合计算机数控技术及柔性制造技术,可用于模具和模型制造。二、 激光器产业市场发展情况(1)全球

44、激光器产业发展现状全球激光器市场概述激光技术自问世以来,60多年间取得了飞跃的发展,其应用几乎涵盖所有工业领域,除轻工业、汽车、航空航天、动力及能源行业外,正逐步向精细、微细加工领域拓展,有力推动了电子制造、集成电路、通讯、机械、医疗、牙科、美容仪器设备及新兴应用的发展。除了应用领域的不断扩张,激光技术在各领域的应用范围也逐渐由宏观加工应用覆盖到更细微的工艺环节。随着全球激光应用市场的稳定增长及我国制造业转型升级的巨大需求,激光器产业将面临着前所未有的发展机遇。从市场规模来看,根据StrategiesUnlimited1发布的数据显示,2018年全球激光器市场规模约为137.54亿美元,近三年

45、复合增长率达13.14%。2018年全球激光行业应用于材料加工和通信与光存储分别占下游应用行业总销售额的44.8%和27.8%。此外,激光与科研军事结合已经越来越成熟,占比达到9.3%。在医疗美容、仪器及传感器等方面,激光器产品也在逐渐渗透。从激光产业全球分布来看,美国、欧洲的激光产业发展代表了世界激光产业的较高水平,涌现出了美国IPG、德国通快、美国相干、美国光谱物理等全球知名激光企业,在汽车、电子、航空航天、机械、钢铁等领域基本完成了对各工艺环节的应用渗透,为全球工业发展创新注入了技术活力。以中国为代表的新兴市场正经历产业转型升级,激光技术作为现代高端工艺加工技术,在产业转型升级过程中将扮

46、演重要角色,得到了政府的大力支持。新兴市场需求的爆发将成为未来几年激光市场增长的重要动力。全球工业激光器市场现状工业加工制造是激光技术最大的应用领域。随着激光技术不断发展,激光加工优势更加明显,应用领域更加广泛,拓展了激光技术的市场空间。近年来,中国政府大力推进以精密制造技术、智能制造技术为特点的先进制造业,对工业激光器及激光设备产生巨大需求,成为全球激光产业市场的主要增长点。A、工业激光器持续增长2008年全球金融危机后,全球经济缓慢复苏,美国、中国、德国等主要工业国家推行以精密制造、智能制造为核心的制造产业升级,对工业激光器需求持续增加。StrategiesUnlimited数据显示,20

47、18年全球各类工业激光器的销售收入持续增长,由2017年的48.55亿美元增至50.58亿美元,2019年预计收入可达51.61亿美元。B、工业激光器各类激光器市场份额由于各类激光器各具优点,在工业应用中分别侧重于不同领域,且下游应用市场需求情况差异较大,其市场规模存在一定差异。得益于光纤激光器的快速增长及固体激光器在微加工领域的优异表现,全球工业激光器市场近年来保持持续增长态势。从全球范围看,光纤激光器发展备受瞩目,金属切割和焊接的宏观加工是目前激光器的主要应用,光纤激光器因加工效率高、稳定性强、能耗低等优点迅速在宏观加工领域替代了传统加工设备。在固体紫外激光器的带动下,固体激光器近年来取得令人瞩目的成绩。目前工业紫外激光器一般指纳秒级的输出紫外光的脉冲固体激光器,具有效率高、重频高、性能可靠、体积小、光束质量好以及功率稳定等特点,主要应用于电子

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