激光作為上世紀(jì)發(fā)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(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育以及科研等方面。據(jù)統(tǒng)計，從高端的光纖到常見的條形碼掃描儀，每年與激光相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的市場價值高達(dá)上萬億美元。我國激光產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)加工，占據(jù)了40%以上的市場份額。目前已成熟的激光加工技術(shù)包括：激光快速成形技術(shù)、激光焊接技術(shù)、激光打孔技術(shù)、激光切割技術(shù)、激光打標(biāo)技術(shù)、激光蝕刻技術(shù)、激光微調(diào)技術(shù)、激光存儲技術(shù)、激光劃線技術(shù)、激光清洗技術(shù)、激光熱處理和表面處理技術(shù)等。
激光加工具有很高的優(yōu)越性
激光加工作為先進(jìn)制造技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機(jī)械制造等國民經(jīng)濟(jì)重要部門，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)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(jī)、電、材料及檢測等多門學(xué)科的一門綜合技術(shù)。
歷史上數(shù)千年人們都是采用機(jī)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(xiàn)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(fā)生熔化、氣化、刻蝕等作用，達(dá)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(yīng)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
在工業(yè)高速發(fā)展的同時，伴隨著制造技術(shù)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(yè)技術(shù)的發(fā)展以及政府力推產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，以工業(yè)機(jī)器人和激光加工設(shè)備為代表的高端自動化興起，已逐漸取代了一部分傳統(tǒng)加工方式。激光工藝是新興的加工方式，其加工優(yōu)點(diǎn)和高效率不容置疑，以激光打標(biāo)機(jī)、激光切割機(jī)床和激光焊接機(jī)為代表的激光設(shè)備在過去10多年里迅速發(fā)展，每年平均增長20%以上。
傳統(tǒng)的制造技術(shù)在激光技術(shù)的參與及升級下，將展現(xiàn)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(yè)向更高效的方向發(fā)展。相對于傳統(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)配合后可實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜工件進(jìn)行加工，生產(chǎn)效率高、加工性質(zhì)穩(wěn)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(xù)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(diǎn)高等傳統(tǒng)工藝方法無法加工的材料，是改造和升級傳統(tǒng)激光制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。激光加工系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實(shí)行適時生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)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(biāo)、切割、焊接等。激光打標(biāo)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(jié)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(fù)雜一點(diǎn)，激光切割就無法做到，比如：我們?nèi)粘Ｓ玫降蔫F罐，月餅盒、奶粉罐、茶葉罐之類，金屬板厚度一般都在2mm以內(nèi)，如果要求在完成板材切割，同時也要在金屬板上出現(xiàn)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(jī)床企業(yè)致力于推出高速設(shè)備，高端機(jī)床也被納入了國務(wù)院“智能制造2025”戰(zhàn)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(chǎn)品，許多特殊的、復(fù)雜的材料加工仍然無法使用激光熱加工，將會繼續(xù)采用機(jī)床工具。因此，激光技術(shù)是不會完全取代機(jī)械加工的，它與其它加工方式會各有分工，在同一產(chǎn)品的不同工序上，或者不同的產(chǎn)品采用的加工技術(shù)不同而已。
激光產(chǎn)業(yè)正在走其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展道路
個別一些激光從業(yè)人員喜歡把激光說成是萬能工具，甚至是具有特殊性的產(chǎn)業(yè)。這或許是因為他們沉醉于這個技術(shù)，或者是出于行業(yè)情懷對這個產(chǎn)業(yè)充滿信心，但筆者以上已表達(dá)，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(shè)備其實(shí)也是一種工業(yè)機(jī)器。激光技術(shù)雖說是一種高科技，但這個產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及它的商業(yè)模式并沒有太多特殊性。
許多產(chǎn)業(yè)包括曾被我們稱作是高科技產(chǎn)業(yè)，幾乎都走過這樣的道路：研發(fā)、技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模擴(kuò)大、競爭激烈、產(chǎn)能過剩、行業(yè)洗牌。家用電器、LED照明、太陽能光伏、液晶顯示、手機(jī)等，許多行業(yè)從遍地開花到后面只剩幾個巨頭品牌，像家電一樣，原先的一些中小企業(yè)要么被淘汰了，要么轉(zhuǎn)型為巨頭提供配套零件或代工。
一個產(chǎn)業(yè)是否成功，其商業(yè)模式也是非常重要的，筆者記得金運(yùn)激光的創(chuàng)始人梁總就多次呼吁行業(yè)人士共同探討健康的激光商業(yè)模式。近十年來，隨著工業(yè)激光應(yīng)用市場在不斷擴(kuò)大，激光加工領(lǐng)域也不斷開拓，由傳統(tǒng)的鐘表、電池、衣扣等輕工行業(yè)向機(jī)械制造業(yè)、汽車制造業(yè)、航空、動力和能源以及醫(yī)學(xué)和牙科儀器設(shè)備制造業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域拓展，將有效拉動激光加工設(shè)備的需求。
作為一種新型的高端自動化加工機(jī)器，激光設(shè)備關(guān)聯(lián)到光學(xué)、機(jī)械、光電多個領(lǐng)域運(yùn)用，涉及行業(yè)復(fù)雜，跨越經(jīng)濟(jì)部門多。但激光設(shè)備終究是一種工業(yè)機(jī)器，一般性的激光加工技術(shù)，比如打標(biāo)、切割、焊接，經(jīng)過日漸成熟的研發(fā)后，目前進(jìn)入了市場需求快速爆發(fā)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模急劇擴(kuò)張的成長期，競爭已進(jìn)入白熱化，產(chǎn)品利潤壓縮，各個廠家繼續(xù)增加產(chǎn)能，而一些行業(yè)外的企業(yè)也謀求進(jìn)入分享一杯羹，若干年后必將產(chǎn)能過剩，轉(zhuǎn)而進(jìn)入行業(yè)洗牌。目前觀察，激光產(chǎn)業(yè)將不可避免走其它產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相同道路。
激光產(chǎn)業(yè)如何走得更好
激光加工產(chǎn)業(yè)發(fā)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(dāng)然是最大的。但是目前中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯遇到瓶頸，最根本的原因是光學(xué)器件與激光器缺乏核心技術(shù)，加工工藝的基礎(chǔ)研究非常薄弱。目前市場體量較大的激光打標(biāo)和激光切割，都是進(jìn)入門檻較低的，而且中國企業(yè)大多數(shù)是提供中低端產(chǎn)品，一些高端設(shè)備市場仍然被外國企業(yè)占據(jù)。
激光產(chǎn)業(yè)如何走得更好？筆者認(rèn)為可從加強(qiáng)以下幾點(diǎn)：
一是繼續(xù)加強(qiáng)政策與資金扶持，近幾年已有很大進(jìn)步，國家已把“激光制造與增材制造列為重點(diǎn)工業(yè)發(fā)展項目，并批準(zhǔn)了多個研發(fā)項目與資金支持；一些地方政府謀求建立激光產(chǎn)業(yè)園，也加強(qiáng)扶持激光發(fā)展。
二是加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，扶持激光企業(yè)發(fā)展，許多的激光科研停留在實(shí)驗室里，沒有轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，這是很可惜的；另外企業(yè)的科研與創(chuàng)新是最接近市場與應(yīng)用的，企業(yè)的創(chuàng)新成果往往是帶動整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大的動力。
三是加強(qiáng)激光加工應(yīng)用工藝的開發(fā)。目前激光相關(guān)企業(yè)基本上把資源聚焦于激光器、配套元器件、集成設(shè)備的開發(fā)與升級，對于產(chǎn)品能力的認(rèn)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(fā)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(xué)、性能研究透，而且還對材料性能，兩者相互作用的現(xiàn)象有許多試驗。
四是加強(qiáng)激光安全與標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。許多激光從業(yè)者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。早期的一些激光安全與標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)大，要越加重視這個事情，這是行業(yè)的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，可以規(guī)范企業(yè)的產(chǎn)品安全，減少行業(yè)競爭亂象。長遠(yuǎn)看更有利于國內(nèi)的激光產(chǎn)品出口并與國際水平接軌。
五是加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)。真正強(qiáng)大的企業(yè)應(yīng)該是在尊重你的對手的前提下依靠創(chuàng)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(shù)代表了企業(yè)的競爭力，激光企業(yè)無論是從事產(chǎn)品開發(fā)還是從事加工工藝開發(fā)，均需要投入不少的人力與財力，其研發(fā)成果還未有多少盈利，就被他人抄襲，這樣對創(chuàng)新研發(fā)挫傷很大。政府與全行業(yè)都應(yīng)該清楚認(rèn)識到，保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)對于激光高科技產(chǎn)業(yè)是至關(guān)重要的。
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