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中國激光加工產業的興起與騰飛

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

激光加工是一門研究激光與材料相互作用的科學技術,屬於高新技術領域。現階段,一方麵受相關學科發展帶動,另一方麵由市場需求拉動,國內很快形成了激光加工產業。

激光加工屬於先進製造技術,特別是國家提出“加快振興裝備製造業”的號召,為激光加工的發展提供了巨大空間,多種新材料的湧現、嶄新的需求、特殊環境下的應用等都要求求先進製造技術為其提供零部件成型工藝。這種上下遊的推動,也向激光加工技術提出各種實用化、優質、可靠地加工手段的要求,要求它既要自身高技術化、又要為新材料提供高興技術服務,做到與高技術發展相輔相成。

激光加工技術與傳統的加工技術相比較有許多特點:①可以對多種金屬材料、非金屬材料進行切割,特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料,如電子工業中常用的陶瓷材料、矽片等的加工;②加工所用的工具室激光“刀”,加工時無“刀具”磨損,不接觸加工,加工過程也就沒有切削刀對工件的影響;③加工時能量注入加速度快,對工件影響區很小,可以通過透明介質對密封容器內的零件進行加工;④加工速度快、無噪聲、無汙染;將激光束與數控係統結合可對許多複雜形狀的零件、圖樣進行切割,從而大大縮短加工周期,節約成本;⑤還可以直接或間接快速成型零件,使產品加快換型,滿足市場不斷變化的需求。

一、1990-2000年是我國激光加工產業興起的10年

1)、受到政府重視,取得多項成果

我國於1961年誕生了第一台紅寶石激光器,比美國僅僅晚了半年。從此,激光器和激光應用技術就一直受到重視。自“六五”計劃開始,“七五”、“八五”、“九五”國家科技部(原國家科委)一直把激光列為重點攻關計劃,其中激光加工技術與應用是重點。在執行計劃過程中,取得了有一批有水平的科技成果和實際應用。並不斷受到國家有關部委和地方政府給予的支持。20世紀90年代中期由原國家計委設立了激光加工工程中心,具體任務是將攻關成果轉化為中試產品;由原國家科委建立了固體激光在加工中的應用;由原國家經貿委立項,建立了激光加工成套設備產業化基地,其任務是科研院所、高校和企業聯合起來,推動激光加工設備的產業化,為企業的技術改造,產品升級換代提供製造設備;同時,還建立了產學研激光加工中心,目的是推動激光加工技術在工業企業應用時做前期工業試驗。

此外,國家還將“先進製造技術”列為重點發展項目,激光加工作為先進製造技術也列入其中。中央有關部分委,地方政府也對激光加工技術進行了許多聚道扶持,並列入相應項目進行重點發展。

2)從事激光加工產品發展的專業人員增多

一方麵從大專院校、科研機構具有專業知識的中高級技術人員走出大院所興辦公司,有的單位甚至成批轉製為企業。另一方麵是企業或相關專業人員參與到設計、開發激光加工設備中來,從事激光加工產業發展的專業人員逐步形成了一隻產業隊伍。

3)成長和壯大了一批激光加工設備的生產企業

成長起來的激光加工企業並不是在實驗室、小作坊內由幾個人組裝出來僅有幾台的生產模式,而是呈現出以下重要特點:有規模生產條件;生產出批量定型的產品;完整的產、供、銷、維修服務生產體係;較完整的質量管理規章製度,並已取得認證;具有獨立法人資格。企業隻有具備這樣的特點,才算真正走出實驗室,改變純粹搞科研和樣機的狀態,進入到市場環境中,開始產業化的進程。

4)企業發展籌資多聚道

在發達國家,高科技產業科研、中試與批量生產的投資比例為1:10:100.國內激光加工企業絕大多數都是各種聚道籌集資金,實現自身的良性循環。據筆者了解,除依靠國家政關、火炬計劃、產學研計劃少量啟動資金支持外,企業主要是靠銀行貸款,社會融資,中外合資和上市融資等措施籌得資金進行擴大再生產。這些企業是靠在中國這大大環境下求生存求發展而茁壯成長起來。

5)銷售額快速上升

我國激光加工技術已經從研究、試驗探索中走出象牙塔,走上實用化道路,開始對國內進行各種聚道宣傳、展示,對用戶培訓跟蹤服務,從而擴大拓寬激光加工市場,形成越來越廣泛應用的外部環境,給國內用戶樹立起應用這種技術的信心。與此同時,企業不斷進行技術升級改進質量,牽動激光加工機的熱銷,形成連鎖反應。

二、2000-2007年我國激光加工產業在騰飛

2000年至今,在全體業內人士的努力下,激光加工產業化已經邁入了一個新的曆史階段。

1)激光加工係統的銷售額從增長到跨越式發展。

據統計,1990年激光產品的銷售額為1200萬元,到1999年已達到1.5億元。從2000年到2002年3年時間,產品銷售額便達到10億元,3年間增加了10倍(見圖1)。如果之後每年都按:25%-35%的速度增長,預計在2007年末,可以增長到32億元,這意味著每年都在邁大步前進,可稱得上跨越式發展。

 

2)激光加工產品從量小麵窄發展到量大麵廣。

1990年產品數量僅年產115台,到了1999年才達到800台套。這中間經曆了三個台階:1991年到1993年,以橫流KW級CO2激光器處理大修汽車發動機為主要應用,1994年至1997年以激光打標和CO2激光圖章雕刻等帶動了發展,1997年至1999年以手機電池激 光焊接和小五金、電子元器件機械類零件激光標記為主。

2000年後,激光加工機應用麵逐步擴大(見圖2)激光加工技術在包括CO2激光熱處理機、激光切割機、金剛石鋸片激光焊接機、雕刻機、飛行標刻機、YAG打標機、中小功率YAG激光焊接機、劃片機、電阻微調、掩橫修正、激光毛化設備、激光熔覆設備、激光裁床等在多種工業場合中都得到了應用。據統計,2006年的年產量約為1萬5千台,大大超出了1999年的狀況。產品中激光打標機和激光切割機得到國外多台訂單。

 

這裏值得介紹的是,應用在重要工業領域的成套係統也是多種多樣,如三峽水輪發電機的矽鋼片定子轉子采用了激光切割、十餘家大型鋼廠采用了激光毛化設備、有的還在有色金屬軋製中應用、大型動力轉子類部件的激光熔覆、特種殼體類零件的激光焊接、適合國情的激光裁床、高速在線激光飛行標記、金屬激光直接彩色標記、石油工業中采油管激光切縫等等;說明激光加工在國家經濟發展中起到關鍵作用。

3)激光加工機由低端提升到技術含量高端的特色產品。

如今,對比2000年,激光加工機產品技術有了大幅度的提高,最近一兩年國內各大廠陸續推出了一係列高端特色加工係統,不但填補了國內空白,占領了市場;而且獲得較高的利潤回報,以下選取典型產品予以介紹:

大型3D激光切割機,可用於汽車零件和橫具加工,該機結束了過去依賴進口產品的狀況。近期製造商又接到兩台用戶的訂單,這說明這類機器在國內有較大的市場需求。

超大台麵激光切割機行程可達24米或30米,用於造船、鍋爐、工程機械等多種領域。投標時,因該機優於國外兩家生產同類產品,從而獲得中標。目前此機的製造商也已獲多台訂單。

激光裁床:不同規格、不同係列的激光裁床用於裁剪汽車內飾、野營帳篷、皮料製品、服裝服飾、箱包、降落傘等。該機的用量很大,適合我國國情。

精密激光切割機:微電子工業生產中有多種需要精密切割加工的零件。這類加工用的激光切割機的一種。它可用於印刷線路板所需的漏印模板的切割,位置精度達0.03mm,重複定位精度±1,最小可加工30微孔,指標超過國外同類產品。目前已生產多台,用於切割漏印板,價格僅為國外產品的三分之一。

半導體激光器滴膠固化機:已成為用於微型磁頭的滴膠固化工序設備,對磁盤讀數零件加工。

彩色打標機:國內率先研發成功在不鏽鋼零件上直接進行彩色打標。可大大提升產品附加值,機器大受用戶歡迎,已銷售近800台,且利潤高出普通打標機30~40%。

由上可見,特色產品既填補了國內空白,占領了市場,又可獲得較高的利潤回報。遠比2000年前產品的技術含量高出許多。


三、未來發展前景

首先是政府政策引導,帶動需求擴大。國務院提出加快“振興裝備製造業”的號召。其中提到重點發展領域的重大裝備涉及電力、石化、冶金、煤炭、交通、製藥、環保、農業、紡織、電子、航空等領域內,激光加工技術大有用武之地。據我所知,政府有關部門在各個層麵上支持和鼓勵企業提升自主創新能力。為產業跨越式發展奠定了基礎和社會環境。

其次是經過這幾年的磨合,產學研工作已形成良性循環,在多數激光加工企業中都有科研院所、院校的力量介入,自主創新開發工作。同時,很多企業人才聚集,引起多位院士和高級專家的關注;此外,海歸學者的融入大大增強了高科技產業的技術隊伍成分,為下一步產業發展增添了創新隊伍。

第三是激光加工企業已有5~6家知名品牌,它們成為產業發展的帶頭羊。其產品都有自己的定位,有區分也有重複,有特色也有競爭。相信在不斷擴大的國內市場需求牽引下,他們會著力開拓“縫隙市場”,盡力避免低價位、低利潤的競爭,把重點放在新技術和新產品上,努力快速響應客戶,生產出獨有的產品。

本文旨在說明我國激光加工產業的發展階段,在某些領域已接近發達國家水平。相信在自主創新理念的鼓動下,經過努力,我國激光加工產業定會在國際市場份額中占據一席之地。

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