振鏡掃描式打標頭主要由XY 掃描鏡、場鏡、振鏡及計算機控制的打標軟件等構成。根據激光波長的不同選用相應的光學元器件。相關的選件還包括激光擴束鏡、激光器等。其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡(掃描鏡)上,用計算機控制反射鏡的反射角度,這兩個反射鏡可分別沿X、Y 軸掃描,從而達到激光束的偏轉,使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標材料上按所需的要求運動,從而在材料表面上留下永久的標記,聚焦的光斑可以是圓形或矩形,其原理如右圖所示。
簡單的來講振鏡系統是一種由驅動板與高速擺動電機組成的一個高精度、高速度伺服控制系統,主要用于激光打標、激光內雕、舞臺燈光控制、激光打孔,點陣激光醫療美容行業等。
國內外有哪些相關企業?
目前國際知名品牌振鏡有不少而在我們國內用得最多是屬美國GSI、美國CTI以及德國SCANLAB、Raylase。其中以德國SCANLAB振鏡質量最好、速度最快、性能最穩定,售價最高。其次是以美國CTI振鏡的速度快、性能穩定為特點。在銷量方面,以美國GSI較大。
而這些年國內也出現了十多家從事激光掃描振鏡以及相關配件的企業,包括深圳大族電機、加沃泰克,北京力量激光、金橙子、世紀拓天、金海創科技、榜首科技、世紀桑尼、百瑞通光電、晟科泰科技、秦龍振鏡,武漢力爾科技、杰華光電(代理),上海通用振鏡、西安荷左里機電等。這些企業一部分是專業經營激光掃描振鏡,有些則兼營打標頭、場鏡、擴束鏡、伺服電機、運動控制系統、Q開關、軟件程序等。
國內市場發展現狀如何?
掃描振鏡的性能與應用有高端和低端之分,產品價格方面,一般性能的掃描振鏡低至2000元左右,而一些高性能或三維掃描功能的振鏡售價可達數萬元,進口品牌有些產品較昂貴,超過10萬元。
由于中國激光設備這幾年強勁增長,帶動了掃描振鏡銷量的提升,包括GSI, SCANLAB, CTI, Raylase等外國品牌紛紛部署中國市場“掘金”。RAYLASE公司首席執行官Peter Von Jan先生表示:“目前公司已經有50%的產品是銷往亞洲市場的,而在這些產品中,又有大約70%的產品面對的是中國客戶。據我的初步預計,中國市場每年需要20,000至25,000臺激光掃描頭產品,而目前Raylase所取得的業績超過6000萬元。”
大族電機的主業是工業機器人、伺服電機和掃描振鏡等,據該公司總經理李玉廷介紹:“我們的產品在電機、驅動、控制和視覺方面都擁有核心技術。目前,大族電機的工業機器人產品有一半左右是用于大族激光內部,還有一半賣給外部客戶。2014年,大族電機的整體銷售超過3億元,以489%的營業增長率名列大族集團首位。”然而,據估計,掃描振鏡方面的銷售業績占大族電機的的份額不超過15%,大約為3000多萬元。
根據目前國內掃描振鏡主要企業的業績以及我們能夠掌握的數據,統計得出2014年國內掃描振鏡市場價值為7.15億人民幣。從市場格局來看,國外幾個品牌仍然占據了市場大部分,約4.3億元,即占約60%,而國內超過15個品牌的業績總和為2.85億元,即占約40%。
深圳加沃泰克科技公司銷售部的李士成向本刊透露:“目前國產掃描振鏡供應商形成規模并有一定實力的僅有加沃泰克、金海創、荷左里、通用振鏡、大族電機等幾家,而且在技術上和規模上與外國幾個品牌差距較大。”國內的供應商大部分是活躍于中低端市場應用,而高端市場應用方面,外國品牌占據絕對優勢。
表1:2014中國掃描振鏡市場份額
表2:激光掃描振鏡系統公司在中國市場銷售額分布
業績范圍 |
數量 |
相關公司 |
1億以上 |
1 |
Scanlab |
5000萬至1億 |
3 |
美國CTI , Raylase, 美國GSI |
2000萬至5000萬 |
7 |
大族電機,金海創,桑尼世紀,荷左里,世紀拓天,加沃泰克,通用振鏡 |
2000萬以下 |
>12 |
Aerotech,晟科泰科技,百瑞通光電,力量激光,榜首科技等 |
(數據來源:激光制造商情)
面臨的挑戰與趨勢
激光掃描振鏡系統的市場,低端方面已經打開了,國內的供應商已基本掌握到中低端產品的技術,并占據了這一領域市場。電機配件的國產化越來越明顯,然而在精度和穩定性方面仍然有待改進。
但是,控制軟件方面仍然是一個瓶頸,目前很少有突破性進展,國內極少有企業愿意投入資源去做軟件定制開發。
掃描振鏡的應用人才嚴重缺乏,人力培養與儲備不足。就連外企進入中國市場,也同樣遇到了缺乏專業高級人才的困難,特別是真正精通振鏡技術,并能解決所有技術問題的應用工程師。真正的高級專業人才的短缺或許是整個行業面臨的一個共同問題。
隨著三維激光加工應用的增加,三軸掃描振鏡已成為一個新的銷售增長點,特別是3D打印機火爆行情,對掃描振鏡市場發展是個非常利好的驅動。中低端的掃描振鏡應用仍然有市場空間,但是未來的激光應用將走向高端化,三維的激光加工將會有利于三維掃描產品的進一步增長。
《激光制造商情》編輯部
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