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      【轉發】我院院長姚建華接受專訪: 我國激光裝備產業鏈基本形成 未來發展空間廣闊
      信息來源:激光制造網       日  期:2021-08-26

      《激光制造商情》:姚教授,您好,很高興您能接受我們《激光制造商情》的采訪。近年來,廣東、江蘇、湖北、山東的激光產業發展迅速,浙江作為我國民營經濟大省,激光加工應用空間很大,然而目前浙江的激光產業凝聚力不強,大型頭部激光企業不足,浙江省該如何定位激光產業方向與發展,您有什么建議? 


      姚教授:浙江省的經濟發展以民營企業為特色,在激光產業的發展中也存在這一特點,因此在一定程度上表現出“凝聚力不強”,“大型頭部激光企業不足”的問題。針對這一問題,建議將政府支持與各種行業資源相結合,加強我省激光制造產業各分領域的聯系,采用行業協會等方式拓寬產業與政府、產業鏈上下游、產業之間以及生產企業和用戶之間的對接通道。


      浙江省為促進激光產業的協同創新,由浙江工業大學牽頭組建了浙江省高端激光制造裝備協同創新中心,整合了國內外高校、科研院所和地方政府力量,以協同中心為紐帶打通高校、科研院所與企業創新鏈。


      激光產業的發展也已受到浙江省地方政府的關注和推動,溫州市組建了“中國激光與光電產業集群”,是由科技部批復的首批41個國家創新型產業集群試點。產業集群初步形成了以激光應用、光伏發電、LED照明、光通信為特色的產業鏈,涌現出以奔騰激光為代表的一批激光裝備與應用骨干企業。


      在行業協會方面,2020年,由奔騰激光(溫州)有限公司、浙江工業大學、中科院寧波材料與工程研究所、溫州大學、浙江工貿職業技術學院等10家單位聯合發起,由浙江省機械工業聯合會支持并引導組建成立了浙江省機械工業聯合會激光加工專業委員會,首批委員單位24家。


      協同創新中心、產業集群以及行業協會的成立將對于激光制造行業的引導和整合發揮重要作用。浙江省激光產業未來應緊緊圍繞互聯網+、生命健康和新材料三大科創高地以及“碳達峰、碳中和”目標,重點發展增材制造與激光制造先進技術,對接國家重點研發計劃“增材制造與激光制造”重點專項任務,面向具體細分產業需求發展激光制造裝備與服務產業,以新技術的突破帶動產業發展與產業鏈升級,為浙江省裝備制造業轉型升級貢獻力量。

       

      《激光制造商情》:多年來您在激光加工領域取得了很多研究成果,依靠浙工大牽頭創立激光研究院、協同創新中心,您主持過多項國家級、省級科研項目,浙江在激光應用的科研實力良好,如何結合本土產業拓寬應用場景?可結合您的產學研結合工作舉例說明。


      姚教授:浙江工業大學自2000年成立激光加工技術工程研究中心以來,長期與國內外單位密切合作,致力于激光制造技術的研發與推廣應用。牽頭組建的高端激光制造裝備協同創新中心于2013年獲批省級協同創新中心,2019年教育部發文認定為省部共建協同創新中心,形成了一個全國范圍內的創新載體。高端激光制造裝備省部共建協同創新中心聯合華中科技大學、上海交通大學、北京工業大學、江蘇大學、浙江機電職業技術學院、烏克蘭國立科技大學、加拿大卡爾頓大學、中國科學院上海光學精密機械研究所、吉林省半導體激光技術工程研究中心、浙江省燃氣渦輪機械制造業創新中心、上海電氣電站設備有限公司、杭州汽輪機股份有限公司、江蘇亞威機床有限公司、巨化集團有限公司、洛陽軸承研究所有限公司、奔騰激光(溫州)有限公司、南京中科煜宸激光有限公司、蘇州長光華芯光電技術有限公司、北京熱刺激光技術有限責任公司、杭州銀湖激光科技有限公司等單位共建。


      以2020年為例,依托協同中心的共建單位,聯合承擔了一批國家重點研發計劃、國家基金重點項目、國家基金兩化融合聯合基金、“一帶一路”科技創新合作項目等項目,全年累計發表SCI論文100余篇,出版專著2部,授權美國發明專利1項、中國發明專利72項。依托長期技術積累與項目研發成果,與杭汽輪、上海汽輪機、國網寧夏電力、亞威機床等行業骨干企業繼續深入推進激光制造技術的產業化進程。


      在激光增材修復與再制造領域,協同中心將激光能場與外部電磁場、動能場及感應熱場進行同步復合,利用能量場之間的耦合與放大效應,實現了高效控性及精密控形改性,突破了單一激光修復的共性難題,該技術已在能源裝備、礦山機械、石油化工、模具、軸承及醫療器械等多個領域獲得推廣應用,形成一批示范性應用工程,同時實現了高端零部件的新品強化和報廢零部件的高性能修復,有效提升了產品質量,變廢為寶,為“碳達峰、碳中和”目標提供了技術支持。

       

      《激光制造商情》:近年來,我國激光加工技術發展快速,某些領域已經趕超了歐美日的激光水平,憑借成本與價格優勢,在一些細分市場已經把外國品牌份額搶占回來,如何看待這種現象?


      姚教授:在我國激光加工技術快速發展的進程中,社會主義市場經濟條件下新型舉國體制發揮了重要作用。在國家的統一部署下,組建了武漢光電國家研究中心、國家產學研激光技術中心、高端激光制造裝備省部共建協同創新中心、中國(溫州)激光與光電產業集群等一批國家級創新載體。在“十三五”期間,國家重點研發計劃“增材制造與激光制造”重點專項順得實施,支持和發展了一批增材制造與激光制造前沿與應用技術。在國家和省級財政經費、企業自主研發經費的支持下,我國在激光制造裝備、專用材料、工藝技術等方面已取得了長足進步,中低端激光制造裝備已基本實現全產業鏈自主可控,光纖激光器的大規模國產化極大降低了激光制造裝備的門檻,產品質量的提高和價格優勢使得在一些細分市場國產裝備已占據主要份額,并催生了大族激光、銳科激光、西安鉑力特等一批具備國際競爭力的上市高新技術企業。在激光微納加工機理與主動調控、大尺寸激光增材制造裝備等領域與國外發達國家基本實現并跑。


      但我們必須清醒地認識到我國在高端激光制造裝備領域仍然與發達國家存在較大差距,國際頭部激光裝備公司有著雄厚的技術積累和儲備。持續推進激光制造裝備與工藝技術向高質高效、復合化、智能化方向發展,努力實現激光制造技術自立自強是我們激光制造領域科技工作者的使命擔當。在“十四五”期間,預計國家重點研發計劃和浙江省重點研發計劃仍然有專項經費資助激光制造技術的發展,我國激光制造技術在部分領域與發達國家的差距將進一步縮小,努力實現增材制造與激光制造技術的長板優勢。

       

      《激光制造商情》:近些年激光技術不斷在功率層面創新高,工業激光逐漸轉向以應用創新為重心,在激光器、激光裝備成熟后,產業鏈基本形成,批量出貨應用成為市場焦點,競爭隨之加劇,如何看待這個發展趨勢,未來產業可能是何種走向? 


      姚教授:作為全球工業激光器最大的需求市場,中國市場的占比不斷增加,全球約有一半的工業激光器(主要是光纖激光器)的應用市場在中國。國內光纖激光器企業發展勢頭迅猛,在與國外企業的角逐中,通過降成本、調整價格、推出新品新技術的方式,逐步贏得國內客戶的認可。低功率光纖激光器國產化后,使得我國激光裝備產業鏈基本形成,但未來仍然具有廣闊的發展空間。


      (1)我國在激光裝備核心器件,如高光束質量激光器及光束整形系統、大功率激光掃描振鏡、動態聚焦鏡、陣列式高精度噴嘴/噴頭等精密元器件仍然嚴重依賴進口,國產激光制造裝備在工藝穩定性、環境溫度控制等方面與進口品牌仍有較大差距。推動高端激光裝備及核心部件的國產化,實現全產業鏈自主可控,是我國激光裝備業的努力方向。


      (2)由于激光裝備在各個行業領域的大批量推廣應用,在通用裝備以外,面向具體領域的應用需求,從光源、加工頭、控制系統等方面針對專用領域設計激光加工設備,是激光裝備產業發展的走向之一。


      (3)我國在激光裝備、激光制造領域已出臺部分國家標準以及機械行業標準,但尚未建立完整的激光制造技術標準體系,這制約了相關技術成果的累積、固化、推廣和應用。隨著新型激光裝備的不斷涌現,激光制造應用的不斷拓展,激光制造新技術的標準化是產業發展的必然趨勢。

       

      《激光制造商情》:激光助力提升我國一般制造業的技術水平,也是我國整體工業能力追趕發達國家高端制造水平的重要驅動器。去年疫情影響下,我國激光設備需求仍然取得不錯增長,今年更是迎來階段性爆發。當前工業激光需求的良好局面,有哪些原因?


      姚教授:我國是制造業大國,制造業在國民經濟中占據舉足輕重的作用。傳統制造業在工業領域數字化、智能化、綠色化的背景下,有著強烈的轉型升級需求。激光以其具備高能量密度聚焦、易操作、高柔性、高效率、高質量和廣泛適用性等突出特點,被稱為萬能的加工工具。激光切割、激光焊接等技術已在以汽車工業為代表的領域中實現大面積替代,對于傳統制造業有著顯著的示范作用。激光制造技術天然地具備數字化的基因,具備智能化的基礎,具備低污染的特征,契合我省“數字經濟”的發展戰略。因此,激光制造產業的發展出現階段性爆發,這一爆發受到疫情的短暫中止,但并未對趨勢發生影響。受疫情的影響,現階段很多國外產品不能進入國內,這必然會加快國產替代化的進程,也給國產激光設備帶來機遇。2021年將是中國經濟全面反彈的一年,經濟上行必將是技術先行,激光裝備行業將會迎來一個高速發展年。


      目前,激光設備向“平民化”和“高端化”兩個方向發展,激光應用向工業、社會生活的各個方面滲透,激光技術已不僅僅是實驗室的“高、大、上”,它已經進入民生領域。其中,光纖激光器為激光加工設備的核心部件。近年來,我國光纖激光器行業處于快速成長階段,國產化程度逐年上升。從市場占有率來看,低功率光纖激光器市場中,國產激光器市場份額高達80%以上;高功率光纖激光器的國產化進程也在逐步推進。光纖激光器國產化對降低激光加工設備的成本起到了至關重要的作用。價格的降低推動高功率激光加工設備應用的“平民化”,進一步加速了激光切割機朝著高功率、高精度、大幅面的方向挺進,同時智能制造背景下的制造業呈現出從傳統加工向高端制造轉型的趨勢,加大了激光切割需求,從而激發了中國激光切割機保持著高速發展的態勢。


      另一方面,激光能夠匹配高端制造對工藝革新的要求,推動激光加工設備進入精密制造、增材制造、高端部件再制造等領域。以5G技術為例,目前手機漸漸朝著更輕薄的方向去發展,其內部構件也越來越小巧,精密度、電子集成度越來越高,因此對內部構件的焊接技術的要求越來越高,給予激光焊接設備新的機遇。而激光切割是5G基站建設、5G設備制造不可或缺的技術手段。以5G手機為例,手機為適應新技術變革,從材質到制造工藝都將發生巨大改變,芯片、終端天線、電路板等核心部件將進一步精密化。而在精密加工領域,激光加工有著得天獨厚的優勢。手機上常見的激光切割工藝有:藍寶石玻璃手機屏幕切割、攝像頭保護鏡片切割、手機Home鍵切割、FPC柔性電路板切割等。


      隨著激光清洗、激光增材制造技術、激光組織調控技術的不斷發展與成熟,將進一步挖掘不同工業領域的市場應用潛力,為激光制造裝備帶來新的需求。



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