兩分鐘了解激光清洗技術和應用領域,中國激光技術有多牛

來源:KPS Laser科技    關鍵詞:激光清洗, 應用領域, 市場,    發布時間:2019-09-23

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中國是公認的制造大國,也是全球最大的加工國家,工業體量也是世界第一。為了工業現代化,解決大量的勞動力問題,中國在1990年代至今的20多年里,從引進外企到內生企業,用了25年的時間走完了歐美國家100年的工業化進程,繼而帶來的是環境惡化和工業污染,廢水、廢氣、廢棄物品毫無節制的排放。藍天被霧霾覆蓋、飲用水帶異味、土壤重金屬超標、各種廢棄垃圾圍城,都是當下環境突出問題。我國政府早已意識問題,也大力建設污水處理廠、廢氣吸附過濾設施等,然而這種措施只是先排放后處理,成本也非常高。在這種背景下,改變一些生產工序上的工藝和升級更加環保的清洗工藝,就成為非常迫切與必要的任務。激光清洗/除銹就是一項非常有發揮潛力選擇,也是逐漸改變工業環保的一項重要技術。


我們一直認為激光清洗技術不能算作一項激光加工,它是區別于激光加工的一種工件表面處理技術,它與以往的激光切割、焊接、鉆孔、標刻、熔覆等不一樣,這些是利用激光高能量與材料作用,改變材料的形狀、性質或部件之間的關系,以實現加工效果,而激光清洗是不改變材料基質,只是把表面的污跡、銹跡、粉塵或者殘留物清除干凈,是一項表面“洗刷”工藝而不是一項激光加工技術。盡管如此,并不意味著激光清洗就是一項毫無技術可言的工藝,相反,它的應用必須考慮到材料的材質、污跡的厚度、激光功率與能量適度等的因素,因其適用面較廣泛,不同的材料應用需要不同參數的激光清洗系統,因此在工藝探索、研究、測試方面仍然有很多文章可做。


我國激光清洗技術的研究和設備的開發起步晚,基本上是跟蹤國外的發展,雖然在較短時間內取得了一些成果,但是與國外相比存在明顯的差距。自2004年始,我國學術界陸續出現一些關于激光清洗的研究文章,至2010年,中國工程物理研究院激光聚變中心在國內最早嘗試開發了激光清洗設備,并成功運用在云岡石窟、石壁、石像、壁畫等文物古跡。接著幾年內國內各種科研機構關于激光清洗工藝的論文逐漸增加,關注度也頗多。


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2017年3月,國內主要的幾家光纖激光器廠商均推出了可用于激光清洗的激光器產品,而從事激光清洗設備開發的企業也層出不窮,激光清洗從一項“黑科技”逐漸顯露在人們眼前,為更多的人所認識,從事汽車、模具、家電、電子制造、噴涂、金屬制品等各行各業的人知道了激光清洗神奇的效率與環保“功效”后,都表示非常有興趣試用一下。

早期的激光清洗機由于科技含量高、激光器采購成本高,整機定價也偏高,過百萬的一臺機都有,許多潛在用戶盡管表達了想用的意愿,但是面對過百萬的采購成本,還是猶豫不決。由于過去一年多時間,從事類似激光器生產的廠家也有了,做激光清洗整機的廠家更多了,整體的價格有所下降,現在一臺中等功率的激光清洗機從30萬至70萬的都有,當然產品質量方面也是良莠不齊,在采購時必須認真甄別。


如今國內從事激光清洗的科研機構包括中國工程物理研究院激光聚變中心、解放軍裝甲兵工程學院再制造中心、哈爾濱工業大學、華中科技大學、南開大學等,相關激光器廠家主要有創鑫激光、銳科激光、海富光子、飛博激光、中科四象、國科激光等,而從事激光清洗設備開發的企業就更多了,一些從事配套產品的企業也順勢推出了激光清洗頭,比如深圳市凱普斯激光科技。較早開發的激光清洗機主要是手持式的,但由于激光的高亮度和高能量,使用高功率的激光時采用手持式也許不太適合,一些企業逐漸研發出了機器人激光清洗系統,實現了自動化清洗控制,大大提高了清洗效率和人的安全。


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據市場調研報告顯示, 2018年,全球激光清洗市場的價值將達到5.89億美元,到2023年這一數值預計將達到7.24億美元,2018年和2023年之間的復合年增長率(CAGR)為4.22%。上述領域不少屬于國民經濟的支柱產業,激光清洗技術添入其中后,產生的經濟效益和社會效益是十分可觀的,利用我國現有的激光技術條件,開發配套的激光清洗設備,并使其在短時間內實用化、產業化、是完全可能的,對推動高新技術產業的發展本身亦具有重要意義。


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激光清洗的繼續發展必然會帶來更多款式的產品,這不僅僅是一項工業應用技術,筆者相信它還可以結合生活應用,盡管現在不銹鋼和鋁制品應用廣泛,但是每家每戶都有金屬用品和工具,許多人會因為一件工具生銹了而把它丟掉。假如以后臨街的大小激光加工門店都配備了激光清洗機器,家里的農具、刀具、鉗子等生銹了,拿去給人家清洗修復后,煥然一新,就像20年前那些進村里給人提供磨刀服務。試想一下,這樣的激光清洗是多大的一門生意!

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