Relatório de pesquisa sobre as oportunidades de desenvolvimento de máquinas de corte na área de novas energias e displays flexíveis

resumo

Este relatório tem como objetivo fornecer uma análise aprofundada do papel fundamental, das oportunidades de mercado e das tendências de desenvolvimento futuro da tecnologia de máquinas de corte de precisão em duas indústrias emergentes estratégicas de alto crescimento: novas energias (especialmente baterias de íons de lítio) e displays flexíveis. Como equipamento essencial para o processamento final de materiais essenciais, como eletrodos, diafragmas e filmes ópticos, o nível técnico e o desempenho da máquina de corte determinam diretamente a qualidade, a segurança e o custo de produção do produto final. Com o crescimento explosivo do mercado de novas energias e a rápida popularização da tecnologia de displays flexíveis, as máquinas de corte de alta qualidade estão abrindo oportunidades de desenvolvimento sem precedentes, e sua evolução tecnológica está se desenvolvendo rapidamente na direção de alta precisão, alta eficiência, alta inteligência e soluções integradas.

1. Introdução: Introdução e posição estratégica das máquinas de corte

A máquina de corte longitudinal é um equipamento de precisão que corta e fende rolos largos de material em vários rolos estreitos de material, cortando-os e fendendo-os com lâminas de acordo com os requisitos do processo. Seus principais processos incluem desbobinamento, correção, corte longitudinal, bobinagem, etc.

No campo de novas energias e displays flexíveis, os materiais processados ​​por máquinas de corte longitudinal possuem características de alto valor, alta precisão e alta sensibilidade (como polos de bateria que se soltam facilmente, separadores que se perfuram facilmente e filmes ópticos que arranham facilmente). Portanto, não são mais simples ferramentas de "corte", mas sim equipamentos de manufatura inteligente de ponta que integram engenharia mecânica, ciência dos materiais, tecnologia de sensoriamento, controle automático e visão computacional. Sua posição estratégica é crucial, sendo o elo final da cadeia industrial, diretamente relacionado à produtividade e à competitividade dos produtos finais.

2. Oportunidades de desenvolvimento no domínio das novas energias

O rápido desenvolvimento do novo campo de energia, especialmente a indústria de baterias de íons de lítio, proporcionou o maior impulso de crescimento para o mercado de máquinas de corte.

1. Fatores de mercado:

• Estratégia global de "neutralidade de carbono": os governos estão promovendo a transição energética, e os mercados de veículos elétricos (VE) e sistemas de armazenamento de energia (ESS) estão crescendo exponencialmente, levando a uma expansão maciça da capacidade de produção de baterias de lítio.

• Iteração da tecnologia de bateria: O desenvolvimento em direção a maior densidade de energia e velocidade de carregamento mais rápida (como baterias cilíndricas grandes 4680 e tecnologia de carregamento rápido) apresentou requisitos quase rigorosos para a uniformidade do revestimento e precisão de corte das peças polares.

• Pressão de custos: Reduzir custos e aumentar a eficiência é um tema eterno no setor, exigindo que as máquinas de corte continuem a fazer avanços na melhoria das taxas de rendimento, reduzindo perdas de material (como folhas de postes) e melhorando a eficiência da produção (velocidade, tempo de troca de pedidos).

2. Aplicações e oportunidades específicas de máquinas de corte:

• Corte de placas de eletrodos (formação de terminais): Esta é a principal aplicação da máquina de corte. A oportunidade reside em:

◦ Corte de altíssima precisão: As rebarbas das peças polares (ânodo/cátodo) precisam ser deslocadas do nível atual de μm para um nível menor de μm, ou mesmo "zero rebarba", para evitar curtos-circuitos dentro da bateria. A tecnologia de corte a laser está gradualmente substituindo as lâminas mecânicas tradicionais devido às suas características sem contato, livres de tensão e de alta precisão, tornando-se a configuração padrão na produção de baterias de ponta e com enorme potencial de mercado.

◦ Inspeção on-line e controle inteligente: sistema de visão de IA integrado para detectar rebarbas, defeitos dimensionais, folhas expostas, etc. em tempo real e realizar controle de circuito fechado, ajustar automaticamente o espaçamento e a pressão da ferramenta e melhorar significativamente a taxa de rendimento.

◦ Eficiência e estabilidade: A velocidade de corte precisa corresponder à alta velocidade da pressão do rolo de revestimento frontal (velocidade linear ≥ 100 m/min) e requer produção contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana, o que exige confiabilidade extremamente alta do equipamento.

• Corte de septo:

◦ Corte não destrutivo em microescala: O separador tem apenas alguns μm de espessura e é muito frágil. O processo de corte deve ser isento de poeira, rasgos e danos térmicos. O corte ultrassônico e outras tecnologias têm amplas perspectivas de aplicação neste campo devido às suas baixas temperaturas e características sem lascas.

◦ Controle de precisão de tensão: A deformação de expansão e contração do separador é extremamente sensível à tensão, portanto, a máquina de corte precisa ter um sistema de controle de tensão ultrapreciso para garantir a consistência da largura e a planura do rolo do separador após o corte.

3. Perspectivas de mercado:

O mercado global de equipamentos para baterias de lítio é enorme, e as máquinas de corte longitudinal, como parte essencial, desfrutarão simultaneamente dos altos dividendos de crescimento do setor. Espera-se que, nos próximos cinco anos, a taxa composta de crescimento anual (CAGR) das máquinas de corte a laser e ultrassônica de ponta seja significativamente superior à média do setor.

3. Oportunidades de desenvolvimento no campo de exibição flexível

A maturidade e a popularização da tecnologia de telas OLED flexíveis trouxeram outro mercado de alto crescimento com alto valor agregado às máquinas de corte.

1. Fatores de mercado:

• Atualizações de eletrônicos de consumo: a penetração de celulares com tela dobrável, TVs com tela curva, dispositivos vestíveis e outros produtos está acelerando, e a demanda por painéis OLED flexíveis continua a crescer.

• Inovação de materiais: A aplicação de novos materiais de cobertura flexíveis, como CPI (poliamida transparente) e UTG (vidro flexível ultrafino), trouxe novos desafios ao processo de corte.

• Tendência de tamanho grande: a demanda por painéis de tamanho grande, como TVs, exige materiais mais largos e maior consistência de precisão em toda a largura do corte.

2. Aplicações e oportunidades específicas de máquinas de corte:

• Corte de filme óptico: como polarizador, filme clareador (BEF), filme de difusão, filme de cobertura, etc. Esses materiais são caros, altamente arranháveis ​​e geram eletricidade estática.

◦ Corte limpo e sem poeira: deve ser realizado em um ambiente de alto nível de limpeza, e a própria máquina de corte deve ter um design à prova de poeira e um sistema antiestático de ar iônico.

◦ Tecnologia de zero riscos: tecnologias sem contato, como rolos-guia flutuantes de ar e controle de tensão de levitação magnética, são usadas para garantir que a superfície da membrana esteja livre de qualquer contato físico e dano durante todo o processo de corte.

◦ Correção de alta precisão (EPC): garantir a precisão do alinhamento ao compor filmes multicamadas é essencial para melhorar o rendimento dos painéis de exibição.

• Corte de substrato flexível (PI, etc.):

◦ Corte de precisão heterogêneo: o corte de contorno para formas específicas de placas de circuito flexíveis (FPCs) ou painéis de exibição requer um sistema de controle de movimento altamente responsivo dinamicamente.

◦ Corte sem tensões: evita empenamento ou deformação do substrato devido a tensões internas geradas durante o processo de corte.

3. Perspectivas de mercado:

O setor de displays flexíveis está em um período de rápido crescimento, e a capacidade de produção dos fabricantes de painéis chineses (como BOE, Huaxing Optoelectronics, etc.) continua a se expandir, e a demanda por substituição de importações de equipamentos de corte de filme de alta qualidade é forte, proporcionando um amplo espaço de mercado para empresas nacionais de máquinas de corte com força técnica.

4. Tendências de desenvolvimento futuro e desafios técnicos

1. Integração tecnológica: "tecnologia laser + máquina de corte", "tecnologia ultrassônica + máquina de corte" e "visão de máquina com IA + máquina de corte" se tornarão o caminho evolutivo padrão. Inteligência e automação são os objetivos finais.

2. Solução integrada: De um único equipamento de máquina de corte longitudinal ao fornecimento de soluções de linha de produção totalmente automáticas, incluindo desenrolamento, remoção de poeira, inspeção de qualidade, corte longitudinal, enrolamento e embalagem, melhorando a fidelidade do cliente e o valor do pedido único.

3. Principais desafios técnicos:

◦ Máxima precisão e estabilidade: como manter a precisão de corte e a qualidade do enrolamento em nível de μm por um longo tempo.

◦ Detecção de defeitos e análise de big data: como usar os dados massivos gerados durante o processo de corte para prever a vida útil da ferramenta, otimizar parâmetros do processo e obter manutenção preditiva por meio de algoritmos de IA.

◦ Adaptabilidade a novos materiais: Por exemplo, para atender aos desafios de corte de novos materiais, como eletrodos de baterias de estado sólido e ânodos de silício-carbono.

4. Fabricação verde: Mais atenção será dada ao consumo de energia e ao controle de ruído do próprio equipamento, bem como à reciclagem de resíduos de corte.

5. Conclusões e sugestões

Conclusão:

As máquinas de corte desempenham um papel fundamental e indispensável nas duas vertentes de ouro da nova energia e dos displays flexíveis. A demanda explosiva e a iteração tecnológica das indústrias a jusante estão impulsionando fortemente o rápido desenvolvimento da tecnologia de máquinas de corte de ponta na direção de ultra-alta precisão, processamento não destrutivo e interconexão inteligente, e as oportunidades de mercado são imensas sem precedentes.

Sugestão:

Para fabricantes de máquinas de corte, deve:

1. Aderir ao investimento em P&D de alta intensidade: concentrar-se em novas tecnologias de corte, como laser e ultrassom, e romper o gargalo da localização de componentes principais (como sistemas de correção de alta precisão e sistemas de controle de tensão).

2. Aprofundar a compreensão do setor e os recursos de personalização: entender profundamente os pontos problemáticos do processo de fábricas de baterias e painéis e fornecer soluções personalizadas para materiais e cenários de aplicação específicos, em vez de produtos padronizados.

3. Desenvolver recursos de software e dados: desenvolver vigorosamente a plataforma de Internet das Coisas (IoT) e os recursos de acoplamento do sistema de execução de manufatura (MES), para que a máquina de corte se torne o nó de dados e a unidade de tomada de decisão da fábrica inteligente.

4. Layout do mercado global e da rede de serviços: acompanhe novas empresas chinesas de energia e exibição no exterior, forneça serviços oportunos de instalação, comissionamento e manutenção globais para estabelecer a reputação da marca.

Para usuários a jusante (fábricas de baterias, fábricas de painéis), eles devem:

O processo de corte é considerado o elo central do controle de qualidade, e optamos por estabelecer relacionamentos cooperativos estratégicos com os principais fornecedores de equipamentos para desenvolver e desenvolver em conjunto para manter a liderança do processo.