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高出力レーザーシステムの世界市場 - 成長、トレンド、予測(2022年〜2027年)


Global High Power Laser Systems Market - Growth, Trends, and Forecasts (2022 - 2027)

高出力レーザシステムの世界市場は、予測期間(2022-2027年)に7.1%のCAGRを記録すると予想されています。市場成長を後押しする主な要因は、切断や溶接などの産業用途におけるファイバーレーザの採用拡大、自動車、... もっと見る

 

 

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Mordor Intelligence
モードーインテリジェンス
2022年6月1日 US$4,750
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サマリー

高出力レーザシステムの世界市場は、予測期間(2022-2027年)に7.1%のCAGRを記録すると予想されています。市場成長を後押しする主な要因は、切断や溶接などの産業用途におけるファイバーレーザの採用拡大、自動車、ヘルスケア、航空宇宙・防衛などのエンドユーザ産業からの需要増などである。

主なハイライト
先進的なレーザーヘッドセンサーと人工知能アルゴリズムを搭載し、高度なプロセスモニタリングと制御機能を備えた相互接続型マシンへの需要が高まっている。これらの機械は、他のシステムや管理ソフトウェアと統合することができるため、効率と生産性を最大化することができます。
これにより、高出力レーザーマシンは、ユーザーのシステムで生成された生産指示の取り込み、自動プログラミング、生産計画、マシンにロードするワークリストの作成、生産に関するマシンデータ(生産個数、使用材料)およびパフォーマンス(マシンステータス、アラーム、加工時間)の収集、生産管理マネジメントシステムに必要なデータの提供などの全フェーズのソフトウェアによって管理され、同時にIndustry 4.0 法律要件に完全に準拠した形で提供することが可能になります。
自動車や一般的な製造業では、高出力レーザー切断加工を利用して、工程のサイクルタイムを短縮しています。金型コストの削減と材料の柔軟性の組み合わせにより、レーザー切断の使用は急速に増加しています。
さらに、10キロワット以上の高出力ダイオードレーザーは、レーザークラッディングの新しいアプリケーションシナリオを切り開いています。特に、持続可能で資源効率の高いコーティングを製造し、自動車や機械構造などの産業に適用することができます。このアイデアを進めるため、2022年4月、フラウンホーファー材料・ビーム技術研究所IWSは、産業界のパートナーとともに、高出力レーザーによるレジリエントレーザークラッドを可能にする「HICLAD」というラベルのもと、このレーザークラスのアプリケーションと特定のプロセスを産業界の準備として開発しました。
一方、レーザー技術の導入に伴う高いコスト、政府による厳しい規制の枠組みや政策、熟練した人材や専門知識の不足が、市場を制限し、成長の妨げになっています。また、レーザー産業はコバルト19のパンデミックの影響から大きな後退を余儀なくされました。高出力レーザーが多く使用されている製造業や自動車産業は、2020年の生産制限により減速し、レーザーシステム全体の需要が減少した。しかし、生産活動の再開によりレーザー需要は復活しており、今後さらに増加することが予想されます。


主な市場動向

溶接部門が大きなシェアを占めると予想


溶接は高度な技術と労力を要する作業と考えられてきたが、その通りである。溶接の良し悪しは、見た目では判断できない。溶接の良し悪しは、溶融段階での材料とガスの相互作用、冷却段階での材料の結合によって決まります。
特殊合金(ボロン鋼、高強度ニッケル合金、クロム合金、チタン合金など)の使用が増えると、これらの材料の加工パラメータの幅が狭くなるため、新しい課題が発生します。高出力レーザーシステムを使用すると、溶接プロセスを非常に厳密に制御することができます。
さらに、高出力ファイバーレーザー溶接は、溶接品質、信頼性、および性能の向上とともに好ましいプロセスとして進化を続けています。この強化には、溶接される部品の接合部のはめあい公差(空隙、不一致など)の改善、溶接中の凝固割れの除去、適切な機械的特性を得るための溶接金属の化学組成または微細構造の変更などが含まれる。
また、自動車産業では高出力レーザー溶接が普及しています。ボディフレーム(ボディ・イン・ホワイト)、ドアフレーム、トランク、自動車ボンネット、シャーシの大規模溶接、フロントライトやバックライト、電子ハウジングのレーザー樹脂溶接など、多くの自動車用途で今や当たり前のように利用されている。レーザー溶接は、自動車内部の溶接であり、サイズが非常に小さいため忘れられることもあるが、エアバッグのイニシエータ、モーターのコイル巻線、車載電子機器のバッテリータブとバスバーの接続、自動車製造内の電気相互接続など多くのサブコンポーネントの金属溶接に広く使用されている。
自動車産業における需要と生産の世界的な急増に伴い、研究された市場は有利な機会に遭遇すると予想されます。例えば、Organisation Internationale des Constructeurs d'Automobiles(OICA)によると、2021年には、世界中で約8000万台の自動車が生産されました。この数字は、前年度比で約3%の増加に相当します。2020年の自動車・商用車の最大生産国は、中国、日本、ドイツである。


アジア太平洋地域が高い市場成長を遂げると予想される


アジア太平洋地域のレーザー産業は、国内の経済状況の継続的な改善により、近年著しい成長を遂げている。この地域は、科学研究、技術向上、市場開拓、レーザー工業団地の建設に一貫して力を入れており、レーザー産業の発展を強化してきた。
例えば、「メイド・イン・チャイナ2025」戦略の進展に伴い、中国の製造業はハイエンド、インテリジェント型に変貌しつつある。レーザー技術は、高効率、低消耗品、材料変形が小さい、加工対象への適応性が高いなどの特徴があり、ハイエンド製造に欠かせないツールとなっています。ハイエンドのレーザー加工機はますます注目されています。現在のレーザー加工用途では、レーザー切断が最もポピュラーな用途であり、光源システムとしてはファイバーレーザーが最もポピュラーである。
2021年12月、湖南省衡陽市で、南華大学とレイコレーザーが共同開発した中国初の100kW超高出力レーザーが正式に使用開始されました。100kW超高出力レーザーは、従来のレーザーと比較して、構造がコンパクトで、電気・光変換効率が高く、さらに消費電力が少なく、ビーム品質も優れています。
日本では、近隣諸国によるミサイルの脅威の高まりに対抗するため、高出力マイクロ波やレーザーを用いた兵器システムなどの先端軍事技術の開発に焦点が当てられている。日本の防衛省は、2025年まで敵の無人機を破壊するための高出力レーザーの開発を計画しており、このプロジェクトのために企業を巻き込んでいく予定です。
最近では、日本の電気・電子機器メーカーである古河電工が産業用レーザーを開発し、販売を開始しました。同社は現在、エネルギー、情報、熱伝導、接続、貯蔵などの分野での応用を目指し、ファイバーレーザー技術のさらなる向上を図っている。


競合他社の状況

高出力レーザーシステムの世界市場は、Prima Industrie S.p.A、IP Photonics Corporation、Coherent Inc.などの大手企業が存在し、適度に断片化されています。大手企業は、市場において圧倒的なシェアを持ち、複数の地域にわたって顧客基盤を拡大することに注力しています。これらの企業は、市場シェアと収益性を拡大するために、戦略的な協力体制を活用しています。


2021年10月 - コヒレント社は、新しい高出力UVレーザーを発売した。コヒレント社のナノ秒紫外線(UV)レーザー「AVIA LX 355-30」は、高出力、信頼性、長寿命を兼ね備え、特にマイクロエレクトロニクス製造における高精度な切断、穴あけ、微細構造化作業の生産性を大幅に向上させることが可能です。
2021年5月 - Prima Industrie S.p.A は、完全にイタリアで設計・製造された新しい Laser Genius+ 2D ファイバーレーザーマシンを開発しました。180m/minの軌跡速度で、高速かつ生産性の高いマシンです。Laser Genius+ファミリーの機械は、サイズ1530、2060、2040で構成されています。2kWから15kWまで、数多くのファイバーレーザー出力を装備することができる。この機械は、レーザー加工を完全に制御し、利用可能なすべての出力で堅牢な信頼性と品質を得ることができるように作られています。また、リアルタイムで切断工程をアクティブに制御するセンサー、密閉型光学系、シンプルなメカニクス、高効率ヒューム抽出システムにより、厚いシートを溶かすのに必要な熱を効率的に管理し、低温でクリーンな状態を維持できるよう設計されています。


その他のメリット

市場推定(ME)シート(Excel形式
3ヶ月間のアナリストサポート

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目次

1 INTRODUCTION
1.1 Study Assumption & Market Definition
1.2 Scope Of The Study

2 RESEARCH METHODOLOGY

3 EXECUTIVE SUMMARY

4 MARKET INSIGHTS
4.1 Market Overview
4.2 Industry Attractiveness - Porter's Five Force Analysis
4.2.1 Bargaining Power Of Suppliers
4.2.2 Bargaining Power Of Consumers
4.2.3 Threat Of New Entrants
4.2.4 Intensity Of Competitive Rivalry
4.2.5 Threat of Substitute Products
4.3 Type of Laser Sources Used on the Systems (Fiber, Disk, Diode, and CO2)

5 MARET DYNAMICS
5.1 Market Drivers
5.2 Market Challenged

6 MARKET SEGMENTATION - BY APPLICATION
6.1 Cutting
6.2 Welding
6.3 Others (Cladding, Hardening, Cleaning and Ablation)

7 MARKET SEGMENTATION - BY GEOGRAPHY
7.1 China
7.2 Japan
7.3 Europe
7.4 North America
7.5 Rest of the World

8 COMPETITIVE LANDSCAPE
8.1 Company Profiles
8.1.1 Prima Industrie S.p.A
8.1.2 Han’s Laser Technology Industry Group
8.1.3 IP Photonics Corporation
8.1.4 Bystronic Laser AG
8.1.5 El.En. S.p.A
8.1.6 Coherent Inc
8.1.7 TRUMPF SE + Co. KG
8.1.8 Preco Inc
8.1.9 HSG Laser

9 INVESTMENT ANALYSIS

10 MARKET OPPORTUNITIES AND FUTURE TRENDS

 

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Summary

The Global High Power Laser Systems Market is expected to register a CAGR of 7.1% during the forecast period (2022-2027). The key drivers boosting the market growth include the increasing adoption of fiber lasers in industrial applications like cutting and welding and rising demand from end-user industries like automotive, healthcare, aerospace & defense.

Key Highlights
The market is witnessing robust demand for interconnected machines with advanced laser head sensors and artificial intelligence algorithms for advanced process monitoring and control features. These machines can be integrated with other systems and management software, thus maximizing efficiency and productivity.
This enables the high power laser machine to be managed by software for all phases, including importing production orders generated by the user's system, automatic programming, production planning and creation of worklists to be loaded onto the machine, collection of machine data on production (pieces produced, materials used) and performance (machine status, alarms, processing times), and offer the data necessary for production control management systems, all the while being fully compliant to Industry 4.0 law requirements.
Automotive and general manufacturing operations are using high power laser cutting processes to shorten process cycle times. The combination of reduced tooling costs and flexibility in materials is leading to the rapidly increased use of laser cutting.
Further, high-power diode lasers with outputs of ten or more kilowatts are opening new application scenarios for laser cladding. Particularly sustainable and resource-efficient coatings can be produced and applied, for instance, in automotive, machine construction, and other industries. To advance the idea, in April 2022, together with industrial partners, the Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS, developed applications and specific processes for this laser class to industry readiness under the label "HICLAD," which enables resilient laser cladding with a high-power laser.
On the flip side, high costs associated with the deployment of laser technology, strict regulatory framework and policies imposed by the government, and a lack of skilled personnel and expertise are restricting the market and hampering the growth. Also, the laser industry suffered a significant setback from the impacts of the covid-19 pandemic. Manufacturing and automotive industries, in which high-power lasers are widely used, witnessed a slowdown owing to production restrictions in 2020, resulting in a decline in the overall demand for laser systems. However, the resumption of production activities has revived the demand for lasers, and it is expected to further increase in the future.


Key Market Trends

Welding Segment is Expected to Hold a Major Market Share


Welding has always been considered a highly-skilled and labor-intensive activity, and in many respects, it is. One cannot assume the quality of a weld by appearance. The quality of the weld is demarcated by material and gas interactions during the molten phase and the bonding of the materials during the cooling phase.
With the increasing use of specialty alloys (e.g., boron steel, high strength nickel alloys, chromium alloys, and titanium alloys), new challenges arise because the processing parameter window for these materials may be narrow. With high power laser systems, the welding process can be very tightly controlled.
Further, High Power Fiber laser welding continues to evolve as a preferred process with enhancements in weld quality, reliability, and performance, as several fiber laser welding applications are autogenous, where the weld is formed entirely by melting parts of the base metal, and no additional filler wire or powder is used. The enhancements include better joint fit-up tolerance (air gaps, mismatch, etc.) of the parts to be welded, elimination of solidification cracking during the welding, and modifying the chemical composition or the microstructure of the weld metal to obtain suitable mechanical properties, etc.
Also, high power laser welding is gaining popularity in the automotive industry. It is now commonplace for many automotive applications, including large-scale welding of body frames (body-in-white), door frames, trunks, auto hoods, chassis, and laser plastic welding for front and backlights and electronic housings. Sometimes forgotten as the welds are internal to automobiles and sometimes very small in size, laser welding is also widely used for metal welding of many sub-components, including airbag initiators, motor coil windings, and battery tab-to-bus bar connections for vehicle electronics, and electrical interconnections within an automobile build.
With the global upsurge in the demand and production in the automotive industry, the studied market is anticipated to encounter lucrative opportunities. For instance, according to Organisation Internationale des Constructeurs d'Automobiles (OICA), in 2021, approximately 80 million motor vehicles were produced worldwide. This figure translates into an increase of around 3%, compared with the previous year. China, Japan, and Germany were the largest producers of cars and commercial vehicles in 2020.


The Asia Pacific Region is Expected to Witness a High Market Growth


The Asia Pacific region’s laser industry has seen significant growth in recent years, with the continuous improvement of domestic economic conditions. The region has been consistently focusing on scientific research, technology upgrades, market exploration, and construction of laser industrial parks, which has intensified the development of the laser industry.
For instance, with the advancement of the "Made in China 2025" strategy, the manufacturing industry in China is transforming into a high-end, intelligent type. Laser technology has become an indispensable tool in high-end manufacturing due to its high efficiency, low consumables, small material deformation, and strong adaptability to processing objects. High-end laser processing equipment is receiving more and more attention. In current laser processing applications, laser cutting is the most popular application, and fiber laser is the most popular light source system.
In December 2021, China’s first 100 kW ultra-high-power laser, jointly developed by Nanhua University and Rayco Laser, was officially put into use in Hengyang City, Hunan Province. Compared with a traditional laser, the 100 kW ultra-high power laser has a more compact structure, higher electrical and optical conversion efficiency, as well as lower energy consumption, and better beam quality.
In Japan, the focus is on the development of advanced military technologies such as high-power microwave- and laser-based weapon systems to help combat the growing missile threat posed by neighboring countries. Japan’s Defense Ministry has planned to develop high-powered lasers to destroy the enemy drones until 2025 and will engage with companies for the project.
Recently, Japan's Furukawa Electric, an electric and electronics equipment company, has developed and launched an industrial laser. The company is now further enhancing its fiber laser technology for application in the field of energy, information, heat conduction, connection and storage.


Competitive Landscape

The Global High Power Laser Systems Market is moderately fragmented with the presence of significnat players like Prima Industrie S.p.A, IP Photonics Corporation, Coherent Inc., etc. With a prominent share in the market, the major players are focusing on expanding their customer base across several regions. These companies are leveraging strategic collaborative initiatives to expand their market share and profitability.


October 2021 - Coherent, Inc. launched its new high-power UV laser. The Coherent AVIA LX 355-30 nanosecond ultraviolet (UV) laser offers an unmatched combination of high output power, reliability, and long lifetime, providing a significant boost in productivity for high-precision cutting, drilling, and microstructuring tasks, particularly in microelectronics production.
May 2021 - Prima Industrie S.p.A developed a new Laser Genius+ 2D fiber laser machine, wholly designed and built in Italy. With a trajectory speed of 180m/min, the machine is fast and productive. The Laser Genius+ family of machines comprises sizes 1530, 2060, and 2040. It can be equipped with numerous fiber laser powers, from 2 to 15 kW. The machine is built to have total control over the laser process and obtain robust reliability and quality with all of the available power. The new laser head has also been designed to efficiently manage the heat required to melt thick sheets while staying cold and clean, thanks to sensors that actively control the cutting process in real-time, hermetically isolated optics, simplified mechanics, and the high efficiency fumes extraction system.


Additional Benefits:

The market estimate (ME) sheet in Excel format
3 months of analyst support



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Table of Contents

1 INTRODUCTION
1.1 Study Assumption & Market Definition
1.2 Scope Of The Study

2 RESEARCH METHODOLOGY

3 EXECUTIVE SUMMARY

4 MARKET INSIGHTS
4.1 Market Overview
4.2 Industry Attractiveness - Porter's Five Force Analysis
4.2.1 Bargaining Power Of Suppliers
4.2.2 Bargaining Power Of Consumers
4.2.3 Threat Of New Entrants
4.2.4 Intensity Of Competitive Rivalry
4.2.5 Threat of Substitute Products
4.3 Type of Laser Sources Used on the Systems (Fiber, Disk, Diode, and CO2)

5 MARET DYNAMICS
5.1 Market Drivers
5.2 Market Challenged

6 MARKET SEGMENTATION - BY APPLICATION
6.1 Cutting
6.2 Welding
6.3 Others (Cladding, Hardening, Cleaning and Ablation)

7 MARKET SEGMENTATION - BY GEOGRAPHY
7.1 China
7.2 Japan
7.3 Europe
7.4 North America
7.5 Rest of the World

8 COMPETITIVE LANDSCAPE
8.1 Company Profiles
8.1.1 Prima Industrie S.p.A
8.1.2 Han’s Laser Technology Industry Group
8.1.3 IP Photonics Corporation
8.1.4 Bystronic Laser AG
8.1.5 El.En. S.p.A
8.1.6 Coherent Inc
8.1.7 TRUMPF SE + Co. KG
8.1.8 Preco Inc
8.1.9 HSG Laser

9 INVESTMENT ANALYSIS

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