1.1 การเชื่อมด้วยเลเซอร์อยู่ในระดับกลางของอุตสาหกรรม โดยมีแนวโน้มการเติบโตที่ดีกว่าการตัดและการทำเครื่องหมาย
อุปกรณ์เชื่อมด้วยเลเซอร์ตั้งอยู่บริเวณกลางห่วงโซ่อุตสาหกรรม ส่วนต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมเลเซอร์ประกอบด้วยวัสดุทางแสง ชิ้นส่วนและอุปกรณ์ทางแสง ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล ฯลฯ ส่วนกลางน้ำประกอบด้วยเลเซอร์และอุปกรณ์เลเซอร์ เลเซอร์เป็นส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์เลเซอร์ และอุปกรณ์แปรรูปด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเครื่องตัดเลเซอร์ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ และเครื่องทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ ส่วนปลายน้ำส่วนใหญ่ได้แก่ แบตเตอรี่ลิเธียม เซมิคอนดักเตอร์ เซลล์แสงอาทิตย์ เครื่องใช้ไฟฟ้า ฯลฯ
ตลาดเลเซอร์มีศักยภาพมหาศาล โดยเลเซอร์ไฟเบอร์ครองตลาดการใช้งาน ในขณะที่เลเซอร์โซลิดสเตทเหมาะสำหรับการตัดเฉือนขนาดเล็กละเอียด จากสถิติของ Laser Focus World พบว่าขนาดตลาดเลเซอร์ทั่วโลกเพิ่มขึ้นจาก 13.07 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2017 เป็น 16.01 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2020 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) อยู่ที่ 13.37% ในขณะเดียวกัน ตลาดเลเซอร์ของจีนเติบโตจาก 6.95 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2017 เป็น 10.91 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2020 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) อยู่ที่ 16.22% ตั้งแต่ปี 2017 ถึง 2020 ส่วนแบ่งของจีนในตลาดเลเซอร์ทั่วโลกเพิ่มขึ้นจาก 53.2% เป็น 68.1% ในปี 2020 เลเซอร์อุตสาหกรรมคิดเป็น 32.2% ของตลาดเลเซอร์ทั่วโลก ทำให้ภาคอุตสาหกรรมเป็นภาคการใช้งานปลายทางหลัก เลเซอร์จำแนกตามตัวกลางขยายสัญญาณหลักๆ ได้แก่ เลเซอร์ไฟเบอร์ เลเซอร์โซลิดสเตท (ไม่รวมเลเซอร์ไฟเบอร์) เลเซอร์ของเหลว และเลเซอร์ก๊าซ ในปี 2020 เลเซอร์ไฟเบอร์และเลเซอร์โซลิดสเตทคิดเป็นสัดส่วน 52.7% และ 16.7% ตามลำดับการใช้งานเลเซอร์ในอุตสาหกรรมโดยเลเซอร์ไฟเบอร์เป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรม เมื่อเปรียบเทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์แล้ว เลเซอร์โซลิดสเตทมีข้อดีหลายประการ เช่น กำลังสูงสุดสูง และบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก ทำให้เหมาะสำหรับการตัดเฉือนขนาดเล็กละเอียด
เลเซอร์ YAG และเลเซอร์ไฟเบอร์ต่างก็มีจุดแข็งของตนเอง เลเซอร์ YAG เป็นเลเซอร์โซลิดสเตทที่มีเมทริกซ์ผลึก YAG ข้อดีของมันได้แก่: ① ความสามารถในการเชื่อมหลายจุดพร้อมกันหรือแบ่งเวลา ② กำลังสูงสุดสูง เหมาะสำหรับการเชื่อมจุด ③ ต้นทุนต่ำ ให้ข้อได้เปรียบด้านต้นทุน เป็นต้น เมื่อเทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์ เลเซอร์ YAG มีข้อด้อยบางประการในด้านคุณภาพลำแสงและประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงเป็นไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกำลังสูงสุดต่ำของเลเซอร์ไฟเบอร์ จึงไม่มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเลเซอร์ YAG ในการเชื่อม ขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ เลเซอร์ YAG และเลเซอร์ไฟเบอร์สามารถใช้ในการเชื่อมแบตเตอรี่กำลังสูงได้
การตัด การเชื่อม และการทำเครื่องหมาย เป็นการใช้งานหลักของเลเซอร์อุตสาหกรรม ในปี 2020 การตัด การเชื่อม และการทำเครื่องหมายคิดเป็น 40.62%, 13.52% และ 12.6% ของตลาดการใช้งานเลเซอร์ตามลำดับ หลังจากเติบโตอย่างรวดเร็วตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2017 อุปกรณ์ตัดด้วยเลเซอร์กำลังเผชิญกับการแข่งขันด้านราคาอย่างรุนแรงเนื่องจากจำนวนคู่แข่งที่เพิ่มขึ้น การทำเครื่องหมายเป็นการใช้งานเลเซอร์ที่เติบโตเต็มที่และมีตลาดค่อนข้างคงที่ ได้รับประโยชน์จากการเติบโตของ...การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพกพาและด้วยความเจริญรุ่งเรืองอย่างมากของแบตเตอรี่พลังงานปลายน้ำ คาดว่าการประยุกต์ใช้ในงานเชื่อมจะยังคงเติบโตสูงต่อไปในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
เมื่อเปรียบเทียบกับการตัดและการทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อกำหนดทางเทคนิคที่สูงกว่า การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีประวัติการพัฒนาที่สั้นกว่าการตัดและการทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ และกระบวนการก็ยากกว่าด้วย การตัดและการทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ใช้เลเซอร์ทำลายพื้นผิวหรือโครงสร้างโดยรวมของวัสดุ ในขณะที่การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้เลเซอร์หลอมและสร้างโครงสร้างของวัสดุขึ้นใหม่ การสร้างวัสดุขึ้นใหม่ เมื่อเทียบกับการทำลายโครงสร้างแบบง่ายๆ นั้น ต้องการมาตรฐานที่สูงกว่าสำหรับเลเซอร์และเทคนิคการประมวลผล
เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมแบบดั้งเดิม การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อดีมากมาย เมื่อเทียบกับการเชื่อมแบบต้านทาน การเชื่อมแบบอาร์ค และการเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อดีหลายประการ เช่น ความเร็วสูง การเสียรูปน้อย ความต้องการด้านสิ่งแวดล้อมต่ำ ความหนาแน่นของพลังงานสูง ทนต่อสนามแม่เหล็ก สามารถใช้ได้กับวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า ไม่จำเป็นต้องใช้สภาพแวดล้อมสุญญากาศ และไม่มีการสร้างรังสีเอ็กซ์ระหว่างการเชื่อม จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการผลิตที่มีความแม่นยำสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่และแบตเตอรี่กำลังสูง แบตเตอรี่กำลังสูงมีจุดเชื่อมจำนวนมากที่มีความซับซ้อนและต้องการความแม่นยำสูง ข้อดีที่เป็นเอกลักษณ์ของการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถปรับปรุงความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ ความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ ลดต้นทุน และยืดอายุการใช้งานได้อย่างมีนัยสำคัญ
ตลาดอุปกรณ์เชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว ตั้งแต่ปี 2016 ถึง 2020 ตลาดอุปกรณ์เลเซอร์ของจีนเติบโตจาก 38.2 พันล้านหยวนเป็น 69.2 พันล้านหยวน โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) อยู่ที่ 15.79% ในขณะเดียวกัน ตลาดอุปกรณ์เชื่อมด้วยเลเซอร์ของจีนขยายตัวจาก 4.17 พันล้านหยวนเป็น 11.05 พันล้านหยวน โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) อยู่ที่ 27.59% ซึ่งสูงกว่าการเติบโตโดยรวมของตลาดอุปกรณ์เลเซอร์
II. คุณลักษณะของเครื่องเชื่อมเลเซอร์
- ความแม่นยำสูง: ลำแสงเลเซอร์มีจุดลำแสงขนาดเล็กมาก ทำให้การเชื่อมที่มีความแม่นยำสูงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความแม่นยำในการเชื่อมสูง เช่น ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ทางการแพทย์
- ความเร็วสูง: การเชื่อมด้วยเลเซอร์นั้นรวดเร็ว ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก เมื่อเทียบกับวิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิม สามารถทำงานเชื่อมจำนวนมากให้เสร็จได้ในเวลาอันสั้น
- บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก: การเชื่อมด้วยเลเซอร์ช่วยลดความเสียหายจากความร้อนต่อวัสดุเนื่องจากมีบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็ก ซึ่งหมายความว่าคุณสมบัติของวัสดุจะเปลี่ยนแปลงน้อยลงหลังการเชื่อม ทำให้รักษาสมรรถนะเชิงกลและคุณภาพของรูปลักษณ์ไว้ได้ดี
- ความสามารถในการปรับตัวสูง: เครื่องเชื่อมเลเซอร์สามารถเชื่อมวัสดุได้หลากหลายชนิด รวมถึงโลหะ พลาสติก และเซรามิก สำหรับการเชื่อมวัสดุที่แตกต่างกันนั้น เพียงแค่ปรับพารามิเตอร์ของเลเซอร์เท่านั้น
- ระบบอัตโนมัติระดับสูง: เครื่องเชื่อมเลเซอร์สามารถบูรณาการเข้ากับอุปกรณ์อัตโนมัติเพื่อให้ได้กระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ แต่ยังช่วยลดต้นทุนและภาระงานของแรงงานอีกด้วย
3.1 ขอบเขตการประยุกต์ใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์
เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีความแม่นยำสูง รวดเร็ว และยืดหยุ่น ต่อไปนี้คือสาขาการใช้งานหลักๆ:
- อุตสาหกรรมยานยนต์: การเชื่อมด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตยานยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างตัวถังรถยนต์ สถิติแสดงให้เห็นว่าผู้ผลิตรถยนต์ทั่วโลกกว่า 80% ใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ในการเชื่อมโครงสร้างตัวถังเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและลดน้ำหนัก นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์ ระบบไอเสีย และระบบถุงลมนิรภัยอีกด้วย
- อวกาศยาน: ในอุตสาหกรรมอวกาศยาน การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นที่นิยมเนื่องจากสามารถสร้างรอยเชื่อมที่มีความแข็งแรงสูง มีการใช้ในกระบวนการผลิตลำตัวเครื่องบิน โครงสร้างปีก และชิ้นส่วนยานอวกาศ เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของโครงสร้างและน้ำหนักเบา รายงานระบุว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถลดน้ำหนักของเครื่องบินได้ถึง 20% พร้อมทั้งประหยัดต้นทุน
- อุปกรณ์ทางการแพทย์: การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีบทบาทสำคัญในการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงที่ทำจากสแตนเลสและโลหะผสมไทเทเนียม การเชื่อมด้วยเลเซอร์ช่วยให้ได้งานเชื่อมที่มีความแม่นยำสูง ปราศจากมลพิษ และตรงตามข้อกำหนดด้านความสะอาดและความแม่นยำที่เข้มงวดสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์
- อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์: ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการบรรจุวงจรรวม อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก ช่วยลดความเสียหายจากความร้อนต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อความร้อน ทำให้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นสูง
- เครื่องมือวัดความแม่นยำ: ในการผลิตเครื่องมือวัดความแม่นยำ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้ในนาฬิกา เครื่องประดับ และสินค้าหรูหราอื่นๆ เนื่องจากสามารถสร้างชิ้นงานที่มีความแม่นยำสูงได้งานเชื่อมคุณภาพสูงช่วยให้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีรูปลักษณ์ที่สวยงามและคงสภาพได้ดีในระยะยาว
วันที่เผยแพร่: 12 พฤศจิกายน 2025
