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浅论中国激光加工产业发展道路

激光作为上世纪发明的新光源,它具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点,已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科研等方面。据统计,从高端的光纤到常见的条形码扫描仪,每年与激光相关产品和服务的市场价值高达上万亿美元。我国激光产品主要应用于工业加工,占据了40%以上的市场份额。目前已成熟的激光加工技术包括:激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术等。

激光加工具有很高的优越性

激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门,对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用,是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术。

历史上数千年人们都是采用机械加工,是接触式的方法,而激光加工是采用高能束的非接触式加工,最开始出现的时候,许多人都没理解过来,或者是不敢轻易采用。激光加工并不神秘,就是利用激光束的热能量,辐射到不同工件材料上,发生熔化、气化、刻蚀等作用,达到所要求的加工效果。也不要把激光加工神话,它并非是万能的,遇到一些易熔易燃或热敏材料,它的应用能力与范围就会受到局限。


激光加工不会完全取代其它加工方式

在中国工业高速发展的同时,伴随着制造技术的自动化,以冲床和裁床为代表的初期自动化加工遍布了大大小小工厂车间。随着工业技术的发展以及政府力推产业转型升级,以工业机器人和激光加工设备为代表的高端自动化兴起,已逐渐取代了一部分传统加工方式。激光工艺是新兴的加工方式,其加工优点和高效率不容置疑,以激光打标机、激光切割机床和激光焊接机为代表的激光设备在过去10多年里迅速发展,每年平均增长20%以上。

传统的制造技术在激光技术的参与及升级下,将展现与原来的加工工艺及耗损率完全不同的局面,带动着未来制造业向更高效的方向发展。相对于传统的加工手段而言,激光加工空间控制性和时间控制性很好,能够与数控系统配合后可实现对复杂工件进行加工,生产效率高、加工性质稳定。同时,激光加工在对非激光照射部位没有影响或者影响极小,后续加工较小,适用于大部分金属及非金属材料,尤其适合硬度大、熔点高等传统工艺方法无法加工的材料,是改造和升级传统激光制造业的关键技术。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,已成为企业实行适时生产的关键技术,为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。


既然如此,以后的工厂里,会不会都成了激光加工天下呢?答案是否定的。激光工艺各种各样,但普遍性的就是指打标、切割、焊接等。激光打标就是在工件表面“烙”上图案,属于简单的工艺过程;激光二维切割是直接的分割材料,也是简单的工艺,比如金属工件的制作里,板材切割就是最初开料的一个步骤,这仅限于切割工件结果是平面的时候,激光完全可以取代冲床与裁床。如果要求加工效果稍复杂一点,激光切割就无法做到,比如:我们日常用到的铁罐,月饼盒、奶粉罐、茶叶罐之类,金属板厚度一般都在2mm以内,如果要求在完成板材切割,同时也要在金属板上出现凹凸不平,甚至是压印了图案,这时激光切割就不一定能用上。目前很多机床企业致力于推出高速设备,高端机床也被纳入了国务院“智能制造2025”战略,未来会有更多高速度、高精度的冲床和裁床去取代老一代的产品,许多特殊的、复杂的材料加工仍然无法使用激光热加工,将会继续采用机床工具。因此,激光技术是不会完全取代机械加工的,它与其它加工方式会各有分工,在同一产品的不同工序上,或者不同的产品采用的加工技术不同而已。

激光产业正在走其它产业的发展道路

个别一些激光从业人员喜欢把激光说成是万能工具,甚至是具有特殊性的产业。这或许是因为他们沉醉于这个技术,或者是出于行业情怀对这个产业充满信心,但笔者以上已表达,激光加工不是万能的,也不会完全取代其它加工方式。你说它特殊也可以,因为它是非接触式加工,你说它不特殊也行,因为激光设备其实也是一种工业机器。激光技术虽说是一种高科技,但这个产业发展以及它的商业模式并没有太多特殊性。

中国许多产业包括曾被我们称作是高科技产业,几乎都走过这样的道路:研发、技术产业化、规模扩大、竞争激烈、产能过剩、行业洗牌。家用电器、LED照明、太阳能光伏、液晶显示、手机等,许多行业从遍地开花到后面只剩几个巨头品牌,像家电一样,如今仅有美的、格力、海信、创维、海尔等品牌,原先的一些中小企业要么被淘汰了,要么转型为巨头提供配套零件或代工。

一个产业是否成功,其商业模式也是非常重要的,笔者记得金运激光的创始人梁总就多次呼吁行业人士共同探讨健康的激光商业模式。近十年来,随着工业激光应用市场在不断扩大,激光加工领域也不断开拓,由传统的钟表、电池、衣扣等轻工行业向机械制造业、汽车制造业、航空、动力和能源以及医学和牙科仪器设备制造业等应用领域拓展,将有效拉动激光加工设备的需求。

作为一种新型的高端自动化加工机器,激光设备关联到光学、机械、光电多个领域运用,涉及行业复杂,跨越经济部门多。但激光设备终究是一种工业机器,一般性的激光加工技术,比如打标、切割、焊接,经过日渐成熟的研发后,目前进入了市场需求快速爆发、产业规模急剧扩张的成长期,竞争已进入白热化,产品利润压缩,各个厂家继续增加产能,而一些行业外的企业也谋求进入分享一杯羹,若干年后必将产能过剩,转而进入行业洗牌。目前观察,激光产业将不可避免走其它产业发展的相同道路。

激光产业如何走得更好

我国的激光加工产业发展所取得的成绩是巨大的,未来中国激光市场必将是全球份额最大的,因为中国是“世界工厂”,加工制造的需求量当然是最大的。但是目前中国激光产业发展明显遇到瓶颈,最根本的原因是光学器件与激光器缺乏核心技术,加工工艺的基础研究非常薄弱。目前市场体量较大的激光打标和激光切割,都是进入门槛较低的,而且中国企业大多数是提供中低端产品,一些高端设备市场仍然被外国企业占据。

激光产业如何走得更好?笔者认为可从加强以下几点:

一是继续加强政策与资金扶持,近几年已有很大进步,国家已把“激光制造与增材制造列为重点工业发展项目,并批准了多个研发项目与资金支持;一些地方政府谋求建立激光产业园,也加强扶持激光发展。

二是加强产学研合作,扶持激光企业发展,我国的许多激光科研停留在实验室里,没有转化成产品,这是很可惜的;另外企业的科研与创新是最接近市场与应用的,企业的创新成果往往是带动整个产业发展最大的动力。

三是加强激光加工应用工艺的开发。我国目前激光相关企业基本上把资源聚焦于激光器、配套元器件、集成设备的开发与升级,对于产品能力的认识,特别是终端加工工艺的探索与研究做得很少,欧美与日本等发展国家,在激光工艺的探索成果非常多,他们不仅对激光的光学、性能研究透,而且还对材料性能,两者相互作用的现象有许多试验。

四是加强激光安全与标准的制定工作。许多激光从业者对我国在这一方面的工作是感到遗憾的,相较于欧美国家落后许多。早期我国的一些激光安全与标准是从外国翻译过来的,尽管近年也做了一些工作,但随着中国激光市场的扩大,要越加重视这个事情,这是行业的准入标准,可以规范企业的产品安全,减少行业竞争乱象。长远看更有利于国内的激光产品出口并与国际水平接轨。

五是加强知识产权保护。真正强大的企业应该是在尊重你的对手的前提下依靠创新成长的,而不是看到人家有什么,就千方百计抄袭过来。核心技术代表了企业的竞争力,激光企业无论是从事产品开发还是从事加工工艺开发,均需要投入不少的人力与财力,其研发成果还未有多少盈利,就被他人抄袭,这样对创新研发挫伤很大。政府与全行业都应该清楚认识到,保护知识产权对于激光高科技产业是至关重要的。(Suli/Johnny,星之球产业研究院)

来源 : 激光制造商情 发布时间 : 2017-11-16

江门发展装备制造业将大有作为

江门是中国侨都。祖籍江门的华侨、华人和港澳台同胞近400万人,遍布全球107个国家和地区。独特的华侨历史,形成了绚丽的侨乡文化。古往今来,江门人以自己的言行意志,以自己的经历感悟,缔造了江门人精神。使江门人具有“开放、包容、务实、创新”的精神品格。作为中国第一侨乡,又毗邻港澳,江门与海外有千丝万缕的联系。可以说,江门的一举一动,都牵动着世界华人的神经。

 

战略性新兴产业蓬勃发展

2009年1月,《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008——2020年)》颁布实施,赋予了江门先进制造业重点发展区的定位。在《规划纲要》的推动下,江门市战略性新兴产业蓬勃发展,新能源、新光源、新材料、高端装备制造业、绿色家电(新型电子信息)迅速兴起。目前,从事绿色(半导体)光源生产的规模以上企业有100多家,相关联企业1000多家,2014年实现产值271.75亿元。上中游外延芯片产量在省内处于领先水平,外延芯片自主技术在国内处于领先地位。

 

出台“一纲要五行动方案”

2014年,广东省委省政府作出打造珠江西岸先进装备制造产业带的战略部署,明确将“主战场”放在江门,要求江门大力发展先进装备制造业,努力成为珠江西岸新的增长点。为落实省“珠西计划”,江门市制定出台“一纲要五行动方案”,即《江门市发展先进(装备)制造业工作纲要(2014-2020年)》,以及龙头企业培育行动、企业升级改造行动、产业平台扩能增效行动、重大项目突破行动、产城融合振兴行动五大行动方案,力争把江门打造成为华南地区重要的先进装备制造产业高地。到2020年,全市规模以上先进装备制造业实现产值要超过3300亿元。

 

“中国摩托车产业示范基地”

江门,是摩托车之乡,从真正起步到现在10多年时间里创造出骄人的业绩,在行业内的影响力和竞争力却令国内任何一个摩托车板块不敢小觑,2003年,该市被中国汽车工业协会授予全国第一个“中国摩托车产业示范基地”称号。行业内受到热捧,而这个影响力和竞争力就来自江门摩托车产业的实力——配套能力强、品种齐、质量好、市场竞争力强、售后服务水平高。江门摩托车的质量和价格都是全国最高的,在国内甚至东南亚、中东、非洲等市场都享有良好的信誉。1996年以来,江门摩托车产业一度连续10多年以年均接近30%的速度增长。成为全国同行瞩目的摩托车研发、制造基地,是全国摩托车产量最高、效益最好的地级市。2012年该市摩托车产量298万辆,实现工业总产值253亿元,同比下降2.7%,规模以上工业增加值47亿元,同比下降3%;2012年江门市摩托车及零配件的出口额达6.73亿美元(其中,整车的出口额为5.98亿美元),占全省的32%。

 

轨道交通装备产业发展强劲

轨道交通车辆装备产业--广东南车轨道交通车辆修造基地项目顺利推进。一期工程建成后,将形成年新造城际动车组400辆,三级修65列/年,四五级修各35列/年的能力,成为珠三角地区轨道交通装备制造领域的龙头企业,城际动车组的核心修造基地。项目投产后预计带动形成上千亿元的产业规模。

轨道交通装备产业是江门致力发展的五大产业集群之一。据了解,目前,江门已经形成了国内首个按照全产业链规划建设的规模较大、优势产品地位突出的新兴轨道交通装备产业集群。五邑大学也顺应发展形势,成立了轨道交通学院,加强人才培养和科学研究,为江门市轨道交通装备产业的发展注入了强劲动力。

 

广东省重要的汽车零部件生产基地

江门是广东省重要的汽车零部件生产地之一,主要生产轮毂、千斤顶、动力转向器等50多种汽车零配件。车轮毂市场占有量均居国内同行业的领先地位。车桥龙头企业富华重工落户该市,将带动江门汽车零配件产业飞速发展。

“国内首条具有自主知识产权的高速冲压自动化生产线——汽车覆盖件柔性制造机器人系统将在江门展区亮相。”珠西智谷智能装备协同创新研究院有关人士声称,这一系统将先进的机器人技术和信息化系统结合了起来,拥有多项国家发明专利,能满足汽车及零部件手工工艺生产线的自动化改造需求,是该研究院将在装洽会上展出的产品。

江门狠抓绿色家电产业发展,着力打造经济新增长点,海信、金莱特电器、金源电器、汉宇电器陆续进驻江门,预计项目建成后产值将超1000亿元。同时,拥有纺织服装、造纸、造船、食品、包装材料、五金卫浴、印刷、机电等支柱产业,形成较为完整的工业体系。

 

引进激光技术挑起发展大梁

今年5月23日,为期3天的第十一届中国(深圳)激光博览会(简称“激光博览会”)在深圳会展中心拉开帷幕。为做好江门蓬江区激光产业的招商引智工作,蓬江区区长李欣立带队,区领导李永安、赵全、陈常岷、何瑞鹏、李达成、林永康以及相关镇(街)、部门负责人组成招商考察团参加了展会。蓬江区在本届展会设置了面积达200平方米的推介展位。工作人员通过大屏幕滚动播放该区招商推介宣传片,现场派发激光产业招商手册,并展示了大长江等先进装备制造企业的产品。

当天上午,考察团出席了激光博览会暨论坛开幕式,并先后来到海目星、大族、华工、百超迪能、宏山、安众电气(聚金激光)等企业的参展摊位参观考察。向企业介绍了蓬江区的投资环境,尤其是激光产业的发展规划、扶持政策及目前建设情况,并向在场的企业、客商发出热情邀请,希望他们到蓬江参观考察、投资创业。听取参展激光企业代表作激光技术介绍,现场考察团对参展的激光设备与激光制造技术赞许有加,对激光焊接、激光打孔、激光切割、激光雕刻、激光快速成型、激光表面淬火等系列激光加工技术感到眼前一亮。李欣立表示,对激光产业未来的发展前景充满信心。他强调,蓬江区要坚定决心,下大力气把激光产业做好,加强与行业协会、科技院校和优质企业的对接合作,使激光智能制造产业成为蓬江经济发展新的增长点,让激光技术挑起江门的发展大梁。

 

建激光产业园 筑巢引凤

激光(LASER)是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被誉为“最快的刀”、“最准的尺”。它在工业中运用的主要特点包括:一是精度高;二是污染少;三是可实现完全自动化。激光加工装备是集光、机、电一体化的高度集成设备,可实现高效、高质量、全自动化的高端制造。在“十三五规划”与中国制造2025中提及的航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、轨道交通装备、农机装备、高性能医疗器械等,激光加工都有不同程度的应用。激光装备实现了各种制造过程自动化、智能化、精义化,带动整体智能装备水平的提升,成为了实现智能制造的核心“驱动器”,是国家战略性新兴产业与未来产业升级的关键所在。江门市政府针对全市现有的主要产业,在蓬江区建立激光产业园,筑巢引凤,引进激光加工技术,为产业转型升级做准备。

目前,海目星激光成为江门市政府2017年的重点招商引资企业,公司在滨江新区先进制造业示范园购买100亩地建设海目星智能制造产业园,为未来打下了坚实的基础,并配套20亩地用于建设员工大楼,体现了公司以人为本的企业文化。同时,引领本地区激光加工技术应用大发展。

2017年7月17日上午,海目星(江门)激光智能装备有限公司运出了第一批在江门珠西智谷激光产业园研发、生产的锂电行业激光自动化装备,据江门海目星负责该装备运输的工作人员透露,第一批运输的装备,与后续两批运出的激光自动化装备,价值共计约1亿元人民币,这三批激光装备将陆续运往四川成都的买家。

 

科研实力增强 智造发展加快

江门市是全国科技考核先进市,国家知识产权试点城市。全市有国家级高新技术开发区1个,国家级火炬计划产业基地3个,国家级高新技术企业近200家。一批民营科技企业、企业工程技术研究开发中心、科技孵化器焕发创新活力。专利申请量和授权量逐年上升。2014年专利申请量8348件,专利授权量5538件。

在建设新江门的同时,注重推进公共技术服务平台建设,建成摩托车、半导体光电产品、机械装备3家国家级检测中心或重点实验室及制浆造纸、电声产品等一批省级检测站。

 

结语

广东要建设“激光谷”,江门就是一个重要的基地之一,因产业集中,应用面广,也是海外华侨们首先要关注的地方。因此,江门的形象,从某种意义上说,代表着广东的形象,也代表着中国的形象。所以发扬“江门人精神”建设新江门意义重大。

来源 : 激光制造商情 作者: 星之球产业研究院 老牛 发布时间 : 2017-11-16

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