金
陽
博
士
英國利物浦大學激光加工學博士，廣西大學激光智能制造研究所導師，哈工大助理教授；
英國ALT有限公司董事，英國激光協會會員；深圳水滴激光科技創始人；
主持多項英國國家科研項目及校企合作項目，在SCI及權威學術會議上發表論著二十余篇。
主要研究方向包括激光清洗、超快激光表面微納米加工、超快激光平行多光加工、空間光調試器光束相位及激光偏振整形等
01
關于激光清洗技術
HydroLaser：金陽博士您好！很榮幸能采訪您
金陽博士：
您好您好，我也很高興能接受你們的采訪。
金：
好的。激光清洗工藝本質上其實就是用激光能量穿透物體表面，在100飛秒左右物質中的電子會開始吸收能量震動，在物質表面產生等離子體；大約7-10皮秒之后電子的能量轉移到晶格使晶格開始震動，在10皮秒過后物體開始產生宏觀溫度，被激光照射的局部材料這時會開始升溫、熔化、汽化，從而達到清洗的目的。
激光清洗原理
HL：
這個解釋真專業，不過有點太專業了（苦笑）。作為行業小白的普通人，我可以把這個過程大概理解為被清除材料通過激光吸收能量后加熱并瞬間蒸發汽化 嗎？這樣理解對嗎？
金：
這樣理解也可以（笑），是可以這么說。
02
關于激光清洗應用
HL：
金：
這個如果就應用層面來說，說起來就很廣泛了。比如就我目前從事的方向，激光清洗在新車制造領域和檢修維修領域的應用來說。
關于車體焊前焊后清洗，車體表面分層除漆，除銹除油，傳統的清洗方式都有各自的局限性：比如噴砂清洗會造成大量的粉塵污染，若是密閉箱里進行小功率噴砂污染還相對較小，若是在開放空間進行大功率噴砂，會帶來巨大的揚塵困擾。同時噴砂對工人健康的損害也非常嚴重，矽肺是噴砂工人常見的職業病；濕法化學清洗會有清洗劑殘留，造成環境污染；干冰清洗成本高昂，次級產物不便回收，國內排名在20-30名左右的輪胎廠，采用干冰清洗工藝一年的耗材費用就接近80-120萬，運營成本非常高；超聲波清洗不能去除涂鍍層和亞微米顆粒污染等。
總的來說這些清洗工藝都有各種各樣的不便，無法滿足制造業清洗環節對環保或者效率的要求。
傳統噴砂大量揚塵
金：
激光清洗作為一種工具，核心價值是替代現有工業清洗上有弊端的一些工具。
現在常用的工業清洗方式像剛剛說的，都有它的優缺點。激光清洗首先就技術層面來說會比傳統清洗工藝更精確和干凈，比如漆層選擇性去除這一應用上，激光清洗就可以精確去除到微米級別的某一層，并且去除后表面質量達到Sa3級，表面硬度、粗糙度、親疏水性等都能最大限度的原樣保存與此同時，單位成本、能耗、效率和環境影響等方面基本都更好。這些都是激光清洗對比傳統清洗方式的優勢所在。
所以目前激光清洗在航空航天領域，主要在航空發動機部件清洗、飛機蒙皮清洗；高鐵方面，像輪對清洗、高鐵表面漆層去除、焊前焊后清洗；還有模具類比如汽車輪胎模具、輪胎內壁清洗等領域都有應用。
03
關于激光清洗市場
HL：可目前激光清洗好像依然還是比較小眾。
金：
是的，目前全球工業清洗市場規模約3600億元，而激光清洗只占工業清洗的1.16%。比重非常小。
金：
當然。激光清洗市場接受度低的原因，基本可以總結為“不上不下”，我們對低端市場拼不過價格，對高端市場拼不過效率。
一些要求較低的市場，會采用人工打磨來除漆除銹，角磨機只要幾百元，鋼絲刷、刮刀這些成本幾乎可以忽略不計，與這些工具相比，激光清洗機過于昂貴，且體積也過于龐大。
在高端清洗市場，目前在同等成本支出的情況下激光清洗比傳統清洗方式來講效率會更低。像現在船舶大修的除漆工作，船舷漆的面積非常大，有的用化學清洗，有的用高壓水清洗，也會很多船廠提出想用激光清洗，但目前的激光清洗在效率上還無法達到船廠的要求。
當然，單純要提升效率，我們通過疊加功率就可以實現，但功率提升后成本也幾十倍甚至上百倍提升，這意味著高效船舶清洗只能停留在理論，而無法進入工業化應用。歸根結底，還是性價比問題。
HL：目前市場上最小的激光清洗機大概能做到多小？
金：
目前小型激光清洗機可以做到拉桿箱大小，像我所在的水滴激光科技可以實現行李箱大小、高中低3個功率段的通用標準款產品，用以滿足普通場景的清洗應用。
部分廠家做到了電腦主機大小，但這都還遠遠不夠，我們需要更低的價格、更小的體積。如果我們能做到香煙盒大小的激光清洗機，極致的便攜性和性價比，激光清洗就會成為最常見的加工工具。
金：
一方面需要開發高功率的激光清洗設備，因為功率是效率的基石，我們公司在去年就是憑借自主研發的國內首臺6000W高功率激光清洗設備拿下國內激光行業最高獎項紅光獎的；
另一方面的思路我們判斷可以通過工藝層面的改進，以較低的成本來解決效率方面問題，在這一塊上目前復合激光清洗是一個成功的工藝進步的案例；
第三點也是最關鍵的一點，需要有更多的企業投身這一市場，量大了整體的成本才能降下來。激光清洗目前并不是在同行業內競爭，而是跨行業競爭，所有的激光清洗企業都是同一戰線的，我們需要共同推進產品和工藝的進步，去解決現存的痛點，共同把市場做大。
高功率激光清洗設備才能滿足高端市場
金：
復合激光清洗就是用連續激光和脈沖激光進行復合，先用半導體連續激光預熱、軟化材料，再用脈沖激光來剝離表面材料。
拿整體價格接近的純脈沖500W和復合清洗2300W（連續2000W+脈沖300W）來對比，我們發現復合激光清洗的性價比是純脈沖激光清洗的3倍。
就我們公司而言目前已有成熟的2000+300、4000+500、6000+1000復合激光清洗解決方案。未來也會繼續探索更高功率的應用。
04
關于激光清洗未來
HL：這么說您還是對激光清洗行業的未來抱持著充足的信心？
金：
是的，隨著國內激光行業的爆發，激光器光源價格不斷下降，未來激光清洗整機的價格也會下降。而當激光清洗性價比提升后，它的銷量必然也會提高，市場由此逐步增大，人們對激光清洗的認知和接受程度也會逐步增加。加上國內這些專注于激光清洗的企業全身心開發新技術，找到傳統工藝的新的替代點，我相信激光清洗必將逐步替代傳統清洗。
金：
您也辛苦。目標雖然還很遠，但相信會有實現一天。我們共同努力。
金陽博士水滴激光研發部顧問團隊：
本篇內容由錄音稿整理而成，有所改動刪節。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
