应用场景不断扩容 产学研联手普及“激光智造”

21世纪经济报道记者叶碧华 广州报道

(资料图片)

“激光是一把刀的革命，这把刀大到可以用来切厚的钢板、桥墩，小到可以削铅笔、裁纸，甚至把结婚照刻在戒指上……”

激光被誉为“万能加工工具”，是21世纪与原子能、半导体、计算机并称的新四大发明。激光制造有易于操作、非接触、高柔性、高效率和节能环保等突出优点，是切割、焊接、表面处理、高性能复杂构件制造和精密制造的主流手段，对工业智能化进程产生深远影响。

“中国是制造大国，但是工业制造的核心最尖端的工业母机都掌握在欧美、日本企业手里，精密加工机床、芯片加工设备被国外卡脖子的例子比比皆是。”创鑫激光董事长兼总经理蒋峰感叹道。可喜的是，现在国内工业制造生产已经明显地出现了工业母机由“硬质金属刀具”向“数字激光刀具”转变的情况，“激光光源及行业大部分激光设备企业连续十年每年保持百分之三十以上增长，证明激光加工已经展示强大的变革力量，往工业各领域逐步渗透。”蒋峰说。

目前，世界上主要发达国家均将激光制造技术作为“再工业化”、“重新夺回制造业”、“重振经济”的国家战略，发展激光制造也是我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的重要任务之一。

激光技术在我国的应用非常广泛，包括打标、切割、焊接、3D打印、金属表面强化，并由此延展出来的新能源汽车、航天航空、造船、高铁核心连接体、口腔医学、工艺开发等领域。以激光焊接举例，此前我国的车身激光焊接产线几乎全部依赖进口，如今国内厂商已能够提供完整的车身激光焊接产线解决方案，并在国内多条汽车生产线上得到应用。激光焊接特别适用于汽车车身薄板焊接的场合，与该场景类似的还包括轨道列车、飞机等。

在中国光学学会激光加工委员会主任张庆茂看来，激光产业未来的发展趋势是极端智造，“要不就往大尺寸走，要不就往小尺寸走，但它一定是高质量、高效率、高精度。”中国经济结构正值高质量发展转型，激光加工设备行业属于高端技术制造业，适配制造业对自动化、智能化生产模式日益增长的需求。

但激光产业目前也面临不少问题，张庆茂指出，“尤其是疫情期间，受到俄乌冲突和疫情的影响，实际上是压抑或缩小了需求，我们激光行业也受到了影响，同质化竞争严重，标准也滞后于行业发展。”此外，创新力不强也行业一大问题，“因为我们很多的技术原来是从应用端出发的，在光源和装备上，我们还要做很多努力。”张庆茂说。

近日，创鑫激光与清华大学机械系共建的“激光先进制造联合研究中心”正式挂牌。接下来，双方将面向电子的低功率激光制造、新能源应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，围绕激光先进制造的前瞻技术开发、核心系统与部件研制、机理及工艺开发等三个方面展开深度合作。

清华大学副校长郑力表示，激光技术是一项极其重要的关键核心技术、基础性技术和引领性技术。此次合作是清华大学机械工程系产教协同创新的一次尝试，机械工程系将基于相关学科的基础研究，结合市场应用与工程实际，解决卡脖子问题。

“激光器相当于激光切割机的发动机，在有激光切割机之前，用等离子、火焰等传统方式切割很费劲，耗能大有污染，而激光切割干净漂亮，未来随着激光的普及应用，让机器人拿着激光器去切、去割、去焊，从而实现智能化制造。”蒋峰说。

他判断，未来激光应用会比现在多10倍以上，“现在我们的激光装备的核心，国内光源企业已经具备了引领甚至赶超海外激光器的实力，与清华大学一起联动，除了光纤激光器、核心光源之外，能把上游的激光加工理论和下游激光加工的应用结合起来，助力中国激光加工工业母机由之前的普及粗放式发展，往差异化、精细化、高端化发展。”蒋峰表示。