激光作為上世紀發明的新光源，它具有方向性好、亮度高、單色性好及高能量密度等特點，已廣泛應用于工業生產、通訊、信息處理、醫療衛生、軍事、文化教育以及科研等方面。據統計，從高端的光纖到常見的條形碼掃描儀，每年與激光相關產品和服務的市場價值高達上萬億美元。我國激光產品主要應用于工業加工，占據了40%以上的市場份額。目前已成熟的激光加工技術包括：激光快速成形技術、激光焊接技術、激光打孔技術、激光切割技術、激光打標技術、激光蝕刻技術、激光微調技術、激光存儲技術、激光劃線技術、激光清洗技術、激光熱處理和表面處理技術等。
激光加工具有很高的優越性
激光加工作為先進制造技術已廣泛應用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機械制造等國民經濟重要部門，對提高產品質量、勞動生產率、自動化、無污染、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用，是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術。
歷史上數千年人們都是采用機械加工，是接觸式的方法，而激光加工是采用高能束的非接觸式加工，最開始出現的時候，許多人都沒理解過來，或者是不敢輕易采用。激光加工并不神秘，就是利用激光束的熱能量，輻射到不同工件材料上，發生熔化、氣化、刻蝕等作用，達到所要求的加工效果。也不要把激光加工神話，它并非是萬能的，遇到一些易熔易燃或熱敏材料，它的應用能力與范圍就會受到局限。
激光加工不會完全取代其它加工方式
在中國工業高速發展的同時，伴隨著制造技術的自動化，以沖床和裁床為代表的初期自動化加工遍布了大大小小工廠車間。隨著工業技術的發展以及政府力推產業轉型升級，以工業機器人和激光加工設備為代表的高端自動化興起，已逐漸取代了一部分傳統加工方式。激光工藝是新興的加工方式，其加工優點和高效率不容置疑，以激光打標機、激光切割機床和激光焊接機為代表的激光設備在過去10多年里迅速發展，每年平均增長20%以上。
傳統的制造技術在激光技術的參與及升級下，將展現與原來的加工工藝及耗損率完全不同的局面，帶動著未來制造業向更高效的方向發展。相對于傳統的加工手段而言，激光加工空間控制性和時間控制性很好，能夠與數控系統配合后可實現對復雜工件進行加工，生產效率高、加工性質穩定。同時，激光加工在對非激光照射部位沒有影響或者影響極小，后續加工較小，適用于大部分金屬及非金屬材料，尤其適合硬度大、熔點高等傳統工藝方法無法加工的材料，是改造和升級傳統激光制造業的關鍵技術。激光加工系統與計算機數控技術相結合可構成高效自動化加工設備，已成為企業實行適時生產的關鍵技術，為優質、高效和低成本的加工生產開辟了廣闊的前景。
既然如此，以后的工廠里，會不會都成了激光加工天下呢？答案是否定的。激光工藝各種各樣，但普遍性的就是指打標、切割、焊接等。激光打標就是在工件表面“烙”上圖案，屬于簡單的工藝過程；激光二維切割是直接的分割材料，也是簡單的工藝，比如金屬工件的制作里，板材切割就是最初開料的一個步驟，這僅限于切割工件結果是平面的時候，激光完全可以取代沖床與裁床。如果要求加工效果稍復雜一點，激光切割就無法做到，比如：我們日常用到的鐵罐，月餅盒、奶粉罐、茶葉罐之類，金屬板厚度一般都在2mm以內，如果要求在完成板材切割，同時也要在金屬板上出現凹凸不平，甚至是壓印了圖案，這時激光切割就不一定能用上。目前很多機床企業致力于推出高速設備，高端機床也被納入了國務院“智能制造2025”戰略，未來會有更多高速度、高精度的沖床和裁床去取代老一代的產品，許多特殊的、復雜的材料加工仍然無法使用激光熱加工，將會繼續采用機床工具。因此，激光技術是不會完全取代機械加工的，它與其它加工方式會各有分工，在同一產品的不同工序上，或者不同的產品采用的加工技術不同而已。
激光產業正在走其它產業的發展道路
個別一些激光從業人員喜歡把激光說成是萬能工具，甚至是具有特殊性的產業。這或許是因為他們沉醉于這個技術，或者是出于行業情懷對這個產業充滿信心，但筆者以上已表達，激光加工不是萬能的，也不會完全取代其它加工方式。你說它特殊也可以，因為它是非接觸式加工，你說它不特殊也行，因為激光設備其實也是一種工業機器。激光技術雖說是一種高科技，但這個產業發展以及它的商業模式并沒有太多特殊性。
中國許多產業包括曾被我們稱作是高科技產業，幾乎都走過這樣的道路：研發、技術產業化、規模擴大、競爭激烈、產能過剩、行業洗牌。家用電器、LED照明、太陽能光伏、液晶顯示、手機等，許多行業從遍地開花到后面只剩幾個巨頭品牌，像家電一樣，如今僅有美的、格力、海信、創維、海爾等品牌，原先的一些中小企業要么被淘汰了，要么轉型為巨頭提供配套零件或代工。
一個產業是否成功，其商業模式也是非常重要的，筆者記得金運激光的創始人梁總就多次呼吁行業人士共同探討健康的激光商業模式。近十年來，隨著工業激光應用市場在不斷擴大，激光加工領域也不斷開拓，由傳統的鐘表、電池、衣扣等輕工行業向機械制造業、汽車制造業、航空、動力和能源以及醫學和牙科儀器設備制造業等應用領域拓展，將有效拉動激光加工設備的需求。
作為一種新型的高端自動化加工機器，激光設備關聯到光學、機械、光電多個領域運用，涉及行業復雜，跨越經濟部門多。但激光設備終究是一種工業機器，一般性的激光加工技術，比如打標、切割、焊接，經過日漸成熟的研發后，目前進入了市場需求快速爆發、產業規模急劇擴張的成長期，競爭已進入白熱化，產品利潤壓縮，各個廠家繼續增加產能，而一些行業外的企業也謀求進入分享一杯羹，若干年后必將產能過剩，轉而進入行業洗牌。目前觀察，激光產業將不可避免走其它產業發展的相同道路。
激光產業如何走得更好
我國的激光加工產業發展所取得的成績是巨大的，未來中國激光市場必將是全球份額最大的，因為中國是“世界工廠”，加工制造的需求量當然是最大的。但是目前中國激光產業發展明顯遇到瓶頸，最根本的原因是光學器件與激光器缺乏核心技術，加工工藝的基礎研究非常薄弱。目前市場體量較大的激光打標和激光切割，都是進入門檻較低的，而且中國企業大多數是提供中低端產品，一些高端設備市場仍然被外國企業占據。
激光產業如何走得更好？筆者認為可從加強以下幾點：
一是繼續加強政策與資金扶持，近幾年已有很大進步，國家已把“激光制造與增材制造列為重點工業發展項目，并批準了多個研發項目與資金支持；一些地方政府謀求建立激光產業園，也加強扶持激光發展。
二是加強產學研合作，扶持激光企業發展，我國的許多激光科研停留在實驗室里，沒有轉化成產品，這是很可惜的；另外企業的科研與創新是最接近市場與應用的，企業的創新成果往往是帶動整個產業發展最大的動力。
三是加強激光加工應用工藝的開發。我國目前激光相關企業基本上把資源聚焦于激光器、配套元器件、集成設備的開發與升級，對于產品能力的認識，特別是終端加工工藝的探索與研究做得很少，歐美與日本等發展國家，在激光工藝的探索成果非常多，他們不僅對激光的光學、性能研究透，而且還對材料性能，兩者相互作用的現象有許多試驗。
四是加強激光安全與標準的制定工作。許多激光從業者對我國在這一方面的工作是感到遺憾的，相較于歐美國家落后許多。早期我國的一些激光安全與標準是從外國翻譯過來的，盡管近年也做了一些工作，但隨著中國激光市場的擴大，要越加重視這個事情，這是行業的準入標準，可以規范企業的產品安全，減少行業競爭亂象。長遠看更有利于國內的激光產品出口并與國際水平接軌。
五是加強知識產權保護。真正強大的企業應該是在尊重你的對手的前提下依靠創新成長的，而不是看到人家有什么，就千方百計抄襲過來。核心技術代表了企業的競爭力，激光企業無論是從事產品開發還是從事加工工藝開發，均需要投入不少的人力與財力，其研發成果還未有多少盈利，就被他人抄襲，這樣對創新研發挫傷很大。政府與全行業都應該清楚認識到，保護知識產權對于激光高科技產業是至關重要的。（Suli/Johnny，星之球產業研究院）
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
