Отчет об исследовании возможностей развития продольно-резательных машин в области новой энергетики и гибких дисплеев

краткое содержание

Целью данного отчета является углубленный анализ ключевой роли, рыночных возможностей и будущих тенденций развития технологии прецизионных продольно-резательных машин в двух быстрорастущих стратегических развивающихся отраслях – новой энергетике (особенно литий-ионных аккумуляторах) и гибких дисплеях. Будучи ключевым оборудованием для обработки основных материалов, таких как электроды, диафрагмы и оптические пленки, технический уровень и производительность продольно-резательной машины напрямую определяют качество, безопасность и себестоимость конечного продукта. В условиях бурного роста рынка новой энергетики и стремительного распространения технологии гибких дисплеев, высокопроизводительные продольно-резательные машины открывают беспрецедентные возможности для развития, а их технологическая эволюция стремительно развивается в направлении высокой точности, эффективности, интеллектуальности и интегрированных решений.

1. Введение: Знакомство с продольно-резательными машинами и их стратегическое положение

Машина для продольной резки — это прецизионное оборудование, которое разрезает и нарезает широкие рулоны материала на несколько узких рулонов, используя лезвия в соответствии с технологическими требованиями. Основные процессы включают размотку, коррекцию, продольную резку, намотку и т. д.

В области новых источников энергии и гибких дисплеев материалы, обрабатываемые на продольно-резательных машинах, обладают такими характеристиками, как высокая стоимость, высокая точность и высокая чувствительность (например, полюса аккумуляторов легко отваливаются, сепараторы легко прокалываются, а оптические пленки легко царапаются), поэтому они уже не просто «режущие» инструменты, а высокотехнологичное интеллектуальное производственное оборудование, объединяющее в себе машиностроение, материаловедение, сенсорные технологии, автоматическое управление и машинное зрение. Стратегическое положение оборудования имеет решающее значение, поскольку оно является «завершающим» звеном производственной цепочки, напрямую связанным с производительностью и конкурентоспособностью продукции на последующих этапах.

2. Возможности развития в области новой энергетики

Стремительное развитие новой энергетической отрасли, особенно отрасли литий-ионных аккумуляторов, обеспечило сильнейший импульс роста рынка продольно-резательных станков.

1. Драйверы рынка:

• Глобальная стратегия «углеродной нейтральности»: правительства содействуют энергетическому переходу, а рынки электромобилей (ЭМ) и систем накопления энергии (СЭ) растут экспоненциально, что приводит к значительному расширению мощностей по производству литиевых аккумуляторов.

• Итерация технологии аккумуляторных батарей: Развитие в сторону более высокой плотности энергии и более быстрой скорости зарядки (например, большие цилиндрические батареи 4680 и технология быстрой зарядки) выдвинуло почти строгие требования к однородности покрытия и точности резки полюсных наконечников.

• Давление затрат: снижение затрат и повышение эффективности — вечная тема в отрасли, требующая от производителей продольно-резательных машин постоянного усовершенствования в плане повышения производительности, сокращения потерь материала (например, фольги для полюсов) и повышения эффективности производства (скорости, времени смены заказа).

2. Конкретные области применения и возможности продольно-резательных станков:

• Продольная резка электродных пластин (формовка выступов): это основная область применения продольно-резательного станка. Возможности заключаются в:

◦ Сверхточная резка: заусенцы на полюсных наконечниках (анод/катод) требуют снижения размера заусенцев с текущего уровня в мкм до более низкого уровня, вплоть до «нулевого заусенца», чтобы избежать коротких замыканий внутри аккумулятора. Технология лазерной резки постепенно вытесняет традиционные механические лезвия благодаря своей бесконтактности, отсутствию напряжений и высокой точности, становясь стандартной конфигурацией для производства высококачественных аккумуляторов и имея огромный рыночный потенциал.

◦ Онлайн-инспекция и интеллектуальное управление: интегрированная система технического зрения на базе искусственного интеллекта для обнаружения заусенцев, дефектов размеров, открытой фольги и т. д. в режиме реального времени, а также для реализации управления по замкнутому циклу, автоматической регулировки расстояния между инструментами и давления и значительного повышения производительности.

◦ Эффективность и стабильность: скорость резки должна соответствовать высокой скорости давления переднего ролика для нанесения покрытия (линейная скорость ≥ 100 м/мин) и требует непрерывного производства 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, что требует чрезвычайно высокой надежности оборудования.

• Прорезывание перегородки:

◦ Неразрушающая продольная резка в микронном масштабе: толщина сепаратора составляет всего несколько микрометров, и он очень хрупкий. Процесс резки должен быть беспыльным, без разрывов и без термических повреждений. Ультразвуковая продольная резка и другие технологии имеют широкие перспективы применения в этой области благодаря низкой температуре и отсутствию стружки.

◦ Точность регулирования натяжения: деформация расширения и сжатия сепаратора чрезвычайно чувствительна к натяжению, поэтому продольно-резательный станок должен иметь сверхточную систему регулирования натяжения, чтобы гарантировать постоянство ширины и плоскостность рулона сепаратора после резки.

3. Перспективы рынка:

Мировой рынок оборудования для литиевых аккумуляторов огромен, и машины для продольной резки, являясь его ключевым сегментом, одновременно получат высокие дивиденды роста отрасли. Ожидается, что в ближайшие пять лет среднегодовой темп роста (CAGR) рынка высококлассных лазерных и ультразвуковых машин для продольной резки будет значительно выше среднего по отрасли.

3. Возможности развития в области гибких дисплеев

Развитие и популяризация технологии гибких OLED-дисплеев привели к появлению еще одного быстрорастущего рынка с высокой добавленной стоимостью для продольно-резательных машин.

1. Драйверы рынка:

• Модернизация потребительской электроники: распространение мобильных телефонов со складным экраном, телевизоров с изогнутым экраном, носимых устройств и других продуктов ускоряется, а спрос на гибкие OLED-панели продолжает расти.

• Инновации в области материалов: применение новых гибких покровных материалов, таких как CPI (прозрачный полиимид) и UTG (сверхтонкое гибкое стекло), создало новые проблемы для процесса резки.

• Тенденция к большим размерам: спрос на панели большого размера, такие как телевизионные, требует использования более широких материалов и более высокой точности по всей ширине резки.

2. Конкретные области применения и возможности продольно-резательных станков:

• Оптическая резка пленок: таких как поляризационные, осветляющие пленки (BEF), диффузионные пленки, покровные пленки и т. д. Эти материалы дороги, легко царапаются и генерируют статическое электричество.

◦ Чистая и беспыльная резка: она должна осуществляться в условиях высокой чистоты, а сам станок для резки должен иметь пылезащитную конструкцию и ионную систему антистатики воздуха.

◦ Технология нулевого царапины: бесконтактные технологии, такие как направляющие ролики с воздушной подушкой и контроль натяжения с помощью магнитной левитации, гарантируют, что поверхность мембраны не будет иметь физического контакта и повреждений в течение всего процесса резки.

◦ Высокоточная коррекция (EPC): обеспечение точности выравнивания при компаундировании многослойных пленок является ключом к повышению выхода годных панелей дисплеев.

• Гибкая резка подложек (ПИ и т. д.):

◦ Гетерогенная прецизионная резка: контурная резка для особых форм гибких печатных плат (FPC) или дисплейных панелей требует высокодинамично чувствительной системы управления движением.

◦ Резка без напряжений: избегайте коробления или деформации подложки из-за внутренних напряжений, возникающих в процессе резки.

3. Перспективы рынка:

Индустрия гибких дисплеев переживает период быстрого роста, производственные мощности китайских производителей панелей (таких как BOE, Huaxing Optoelectronics и т. д.) продолжают расширяться, а спрос на импортозамещение высококачественного оборудования для резки пленки высок, что обеспечивает широкое рыночное пространство для отечественных предприятий-производителей машин для резки, обладающих техническим потенциалом.

4. Будущие тенденции развития и технические проблемы

1. Интеграция технологий: «лазерная технология + продольно-резательный станок», «ультразвуковая технология + продольно-резательный станок» и «машинное зрение с искусственным интеллектом + продольно-резательный станок» станут стандартными путями развития. Конечные цели — интеллект и беспилотные технологии.

2. Комплексное решение: от отдельного оборудования для продольной резки до предоставления полностью автоматизированных решений производственной линии, включая размотку, удаление пыли, контроль качества, продольную резку, намотку и упаковку, что повышает лояльность клиентов и стоимость единичного заказа.

3. Основные технические проблемы:

◦ Высочайшая точность и стабильность: как поддерживать точность резки на уровне мкм и качество намотки в течение длительного времени.

◦ Обнаружение дефектов и анализ больших данных: как использовать большие объемы данных, полученных в процессе резки, для прогнозирования срока службы инструмента, оптимизации параметров процесса и проведения предиктивного обслуживания с помощью алгоритмов ИИ.

◦ Адаптируемость к новым материалам: например, для решения задач резки новых материалов, таких как электроды твердотельных аккумуляторов и кремний-углеродные аноды.

4. Экологичное производство: больше внимания будет уделяться энергопотреблению и контролю уровня шума самого оборудования, а также переработке отходов резки.

5. Выводы и предложения

Заключение:

Машины для продольной резки играют незаменимую ключевую роль в двух золотоносных направлениях: новой энергии и гибких дисплеев. Стремительный рост спроса и технологическая итерация в отраслях, перерабатывающих продукцию, стимулируют быстрое развитие технологий высокотехнологичных машин для продольной резки в направлении сверхвысокой точности, неразрушающей обработки и интеллектуальных взаимосвязей, открывая беспрецедентно широкие рыночные возможности.

Предположение:

Производителям машин для продольной резки следует:

1. Придерживаться интенсивных инвестиций в НИОКР: сосредоточиться на новых технологиях резки, таких как лазерная и ультразвуковая, и преодолеть узкое место локализации основных компонентов (таких как высокоточные системы коррекции и системы контроля натяжения).

2. Углубление понимания отрасли и возможностей настройки: глубокое понимание проблемных вопросов производственных процессов на заводах по производству аккумуляторов и панелей и предоставление индивидуальных решений для конкретных материалов и вариантов применения, а не стандартизированных продуктов.

3. Развивайте возможности программного обеспечения и обработки данных: активно развивайте возможности стыковки платформы Интернета вещей (IoT) и системы управления производством (MES), чтобы машина для резки стала узлом данных и блоком принятия решений на интеллектуальной фабрике.

4. Планировка глобального рынка и сервисной сети: Сопровождение китайских новых энергетических и дисплейных компаний при выходе на зарубежные рынки, предоставление своевременных услуг по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию по всему миру для создания репутации бренда.

Для последующих пользователей (заводов по производству аккумуляторов, заводов по производству панелей) необходимо:

Процесс продольной резки рассматривается как основное звено контроля качества, и мы решили установить стратегические отношения сотрудничества с ведущими поставщиками оборудования для совместного развития и совершенствования с целью сохранения лидирующих позиций в этом процессе.