應用場景不斷擴容 產(chǎn)學研聯(lián)手普及“激光智造”

“激光是一把刀的革命，這把刀大到可以用來切厚的鋼板、橋墩，小到可以削鉛筆、裁紙，甚至把結婚照刻在戒指上……”

激光被譽為“萬能加工工具”，是21世紀與原子能、半導體、計算機并稱的新四大發(fā)明。激光制造有易于操作、非接觸、高柔性、高效率和節(jié)能環(huán)保等突出優(yōu)點，是切割、焊接、表面處理、高性能復雜構件制造和精密制造的主流手段，對工業(yè)智能化進程產(chǎn)生深遠影響。

(資料圖片)

“中國是制造大國，但是工業(yè)制造的核心最尖端的工業(yè)母機都掌握在歐美、日本企業(yè)手里，精密加工機床、芯片加工設備被國外卡脖子的例子比比皆是?！眲?chuàng)鑫激光董事長兼總經(jīng)理蔣峰感嘆道。可喜的是，現(xiàn)在國內(nèi)工業(yè)制造生產(chǎn)已經(jīng)明顯地出現(xiàn)了工業(yè)母機由“硬質(zhì)金屬刀具”向“數(shù)字激光刀具”轉變的情況，“激光光源及行業(yè)大部分激光設備企業(yè)連續(xù)十年每年保持百分之三十以上增長，證明激光加工已經(jīng)展示強大的變革力量，往工業(yè)各領域逐步滲透?！笔Y峰說。

目前，世界上主要發(fā)達國家均將激光制造技術作為“再工業(yè)化”、“重新奪回制造業(yè)”、“重振經(jīng)濟”的國家戰(zhàn)略，發(fā)展激光制造也是我國《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》的重要任務之一。

激光技術在我國的應用非常廣泛，包括打標、切割、焊接、3D打印、金屬表面強化，并由此延展出來的新能源汽車、航天航空、造船、高鐵核心連接體、口腔醫(yī)學、工藝開發(fā)等領域。以激光焊接舉例，此前我國的車身激光焊接產(chǎn)線幾乎全部依賴進口，如今國內(nèi)廠商已能夠提供完整的車身激光焊接產(chǎn)線解決方案，并在國內(nèi)多條汽車生產(chǎn)線上得到應用。激光焊接特別適用于汽車車身薄板焊接的場合，與該場景類似的還包括軌道列車、飛機等。

在中國光學學會激光加工委員會主任張慶茂看來，激光產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢是極端智造，“要不就往大尺寸走，要不就往小尺寸走，但它一定是高質(zhì)量、高效率、高精度?！敝袊?jīng)濟結構正值高質(zhì)量發(fā)展轉型，激光加工設備行業(yè)屬于高端技術制造業(yè)，適配制造業(yè)對自動化、智能化生產(chǎn)模式日益增長的需求。

但激光產(chǎn)業(yè)目前也面臨不少問題，張慶茂指出，“尤其是疫情期間，受到俄烏沖突和疫情的影響，實際上是壓抑或縮小了需求，我們激光行業(yè)也受到了影響，同質(zhì)化競爭嚴重，標準也滯后于行業(yè)發(fā)展。”此外，創(chuàng)新力不強也行業(yè)一大問題，“因為我們很多的技術原來是從應用端出發(fā)的，在光源和裝備上，我們還要做很多努力?！睆垜c茂說。

近日，創(chuàng)鑫激光與清華大學機械系共建的“激光先進制造聯(lián)合研究中心”正式掛牌。接下來，雙方將面向電子的低功率激光制造、新能源應用的中功率激光制造，以及航空航天和能源化工的高功率激光制造，圍繞激光先進制造的前瞻技術開發(fā)、核心系統(tǒng)與部件研制、機理及工藝開發(fā)等三個方面展開深度合作。

清華大學副校長鄭力表示，激光技術是一項極其重要的關鍵核心技術、基礎性技術和引領性技術。此次合作是清華大學機械工程系產(chǎn)教協(xié)同創(chuàng)新的一次嘗試，機械工程系將基于相關學科的基礎研究，結合市場應用與工程實際，解決卡脖子問題。

“激光器相當于激光切割機的發(fā)動機，在有激光切割機之前，用等離子、火焰等傳統(tǒng)方式切割很費勁，耗能大有污染，而激光切割干凈漂亮，未來隨著激光的普及應用，讓機器人拿著激光器去切、去割、去焊，從而實現(xiàn)智能化制造?！笔Y峰說。

他判斷，未來激光應用會比現(xiàn)在多10倍以上，“現(xiàn)在我們的激光裝備的核心，國內(nèi)光源企業(yè)已經(jīng)具備了引領甚至趕超海外激光器的實力，與清華大學一起聯(lián)動，除了光纖激光器、核心光源之外，能把上游的激光加工理論和下游激光加工的應用結合起來，助力中國激光加工工業(yè)母機由之前的普及粗放式發(fā)展，往差異化、精細化、高端化發(fā)展?！笔Y峰表示。

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