制造业转变发展方式与经济转型要用好激光技术

  ●激光制造技术的复杂结构制造能力、品质与灵活性远高于传统制造技术，目前我国部分激光制造技术已国际领先。

  ●当前我国激光产业已经初具规模，2018年我国激光器及激光设备产值达到600亿元以上，中国慢慢的变成了中低端激光制造做得最好、最大的市场。

  ●在国家重点研发计划的支持下，我国激光制造产业形成了“全链条设计、一体化实施”的思路，慢慢的变多的企业已经投入到超快激光器的研发中来。

  激光历经60年发展，从日常的衣食住行到工业领域加工制造的所有的环节，它的身影已无处不在。

  当前，全球制造业正在掀起新一轮产业革命。激光制造技术的复杂结构制造能力、品质与灵活性远高于传统制造技术，在航空航天、轨道交通、电子制造、新能源、新材料等领域有着重要发展前途，被专家觉得是制造业转变发展方式与经济转型的新一代战略性支撑技术，其也一直被世界主要发达国家所重视。

  在前期市场拉动和政策支持下，中国已成为全世界最大的激光制造市场。面对机遇，中国在激光制造领域正在进行怎样的探索？激光制造产业还应突破哪些关卡？未来激光制造产业高质量发展的方向是什么？就此，记者与华中科技大学激光加工国家工程中心主任朱晓进行了独家对话。

  记者：激光制造领域已成为全世界制造业转型升级过程中关注度最高的领域之一，您认为世界主要发达国家关注和支持激光制造领域的原因是什么？

  朱晓：激光制造技术是国际战略核心技术之一，世界主要发达国家也均将激光制造列入相应的国家发展计划，持续加大国家投入。

  美国在激光制造基础理论、产品研制方面走在了世界发展的前列，持续的政府政策支持带动了美国航天航空、高端芯片等领域的激光加工应用发展。很典型的是美国通用电气公司，它应用在飞机发动机制造上的激光钻孔技术目前是全球最高水平。

  欧洲的激光制造则以德国为代表，德国拥有强大的基础工业发展体系。经过多年的发展，德国将在其国民经济占有最主体地位的汽车制造做为应用支撑点，使激光制造技术完成了从辅助技术到主流技术的转变，而这些又反过来促进了德国制造业整体水平的提升。

  记者：对于中国激光制造产业的发展路径，您是怎样理解的？目前我国有哪些突出的激光制造技术成果？

  朱晓：中国激光制造产业的发展路径是从中低端往高端走，走的是“群众路线”。中国很注重激光制造产业的发展，近十年也在国家层面发布了多项激光制造的规划，加之中国市场的广阔和应用需求的强劲，当前我国激光产业已经初具规模，2018年我国激光器及激光设备产值达到600亿元以上，中国慢慢的变成了中低端激光制造做得最好、最大的市场。

  中国的激光制造产业同时也在高端制造领域加紧追赶步伐。在国家科技计划，特别是“增材制造与激光制造”国家重点研发计划的支持下，从基础研究、器件研制、装备开发到实际的应用示范，形成了“全链条设计、一体化实施”的思路，集中优势力量攻关，目前已产出一些突出成果，如提出了电子动态调控超快激光制造的新原理、新方法，研制出了高性能新一代激光晶体等，形成了一定特色，部分技术国际领先。

  记者：过去十年，被业界一致认为是中国激光制造产业的黄金十年，我国激光制造的市场规模增长率也远超国际平均上涨的速度，这种增长态势还会持续吗？

  朱晓：随着中国制造业的转型升级，激光技术的成本不断下降，应用需求空间逐步扩大，预计未来激光制造的市场规模将越来越大。

  首先，激光制造在中低端能做到替代部分传统制造，加工的效率、制造的质量也要好得多，优势显著。由于激光制造应用场景范围越来越广，其自身市场的体量也比较大，所以激光制造成本慢慢的变低，进入了一个良性循环。

  其次，此前我国激光设备大多依赖进口，但近5年来，我国企业在技术上实现了诸多突破，涌现出了大族激光、华工科技、锐科激光等企业，让中国本土拥有了更好的配套和更低的成本，国产替代已是大势所趋，我国激光企业将通过国产替代实现快速成长。

  同时，人机一体化智能系统引发了全球热潮，激光制造技术将成为智能制造领域重要的加工手段。比如，手机中90%的零部件一定要通过激光加工，并且在这90%零部件的制作的完整过程中，超过20种不同工艺的制造环节会用到激光技术及相关的制造设备。这些新的市场需求，给激光制造产业带来持续发展动力。

  记者：面对中国激光制造产业的黄金时期，产业各界应该在哪些方向努力和改变？

  朱晓：中国现已进入到激光制造技术全面应用的时代。在转型发展的关键时期，规范行业发展迫在眉睫，同时也要加快激光核心器件的突破。

  目前，激光制造已处于技术敏感期，在升级激光传统的加工手段、开发新型加工手段的同时，我们还需要努力形成更规范的市场运作。政府部门和行业各界需要一起努力，在管理上下功夫，引导行业健康发展，建立相关的规章制度、服务体系，防止恶性竞争等，同时行业内的参与者也应更自律。

  中国激光制造技术近年来进步显著，但要跟上世界主要发达国家的技术水平，我们仍旧是要在关键核心器件上实现突破，目前国内也在这方面补短板。比如对于超快激光器在精密微细制造中的应用，国家重点研发计划已有布局，武汉华日激光公司牵头的超快激光器的工程化量产和产业化示范，现在已做到百瓦级。国家重点研发计划的引导只是开始，现在国内慢慢的变多的企业已经投入到超快激光器的研发中来。激光是一种通用工具，激光制造和其他制造相结合是未来发展的趋势，未来更多新的应用会被开拓出来，我们要充分的发挥激光的特点，做好、用好这个工具。

  记者：您主持的脉冲碟片激光器项目2019年3月成功实现国产，业内专家高度评价说其填补了全球有关技术和设备的空白，您能介绍一下它的优势和创新价值体现在哪几个方面吗？

  朱晓：激光的产生需要一定的“工作物质”，现在工业激光器主要有4种：半导体激光器、光纤激光器、板条激光器、碟片激光器。这4种激光器中，碟片激光器是获得大脉冲能量、高平均功率、窄脉冲宽度的最佳技术方案。

  之前国内碟片激光器受限于知识产权和核心器件，一直被德国垄断。我们走的是另外一条技术路线，有自己的知识产权，多项技术指标和技术成熟度等同德国水平。目前核心单元器件已成熟，器件完全实现国产化，为今后产业化奠定了基础，在硬脆材料制造、金属材料打孔、精密焊接等应用领域前景广阔。

  未来我们打算继续研发更高功率的激光器，做到千瓦级、万瓦级。在基础研究方面，要解决薄片发热问题，获得更好光束质量；要采用不一样的激光晶体，做成系列碟片激光器；最后希望能与下游设备集成商紧密合作，实现成果转化，最终实现脉冲碟片激光器的量产。

  记者：您刚提到目前正在寻求脉冲碟片激光器的后续成果转化，这样的一个过程中您感触最深的是什么？

  朱晓：实验室成果转化为产品，核心是要进行工程化开发，解决产品的成品率和生产效率的问题。保证成品率的批量生产至关重要，制作流程与工艺、制造标准、检测的新方法都要在质量控制上做到位才行。我们应该考量怎么把每一步做规范，控制精准，还要提升制造效率，减少相关成本。