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一、激光制造在国民经济各部门的应用及其重要性
北京工业大学左铁钏教授作了“现代激光制造及其对发展国民经济的重要意义”主题评述报告(正明激光),系统介绍和讨论了有关激光制造技术、制造系统的状况、激光现代制造的内涵、国
内外的应用现状,制造系统的发展及前沿科学问题。她指出,激光以“光能源”和“光工具”新加工手段的出现,为制造技术的发展与进步,扮演了一个创新尖兵的角色,同时也引领制造技术进入激光制造的时代。左铁钏全面综述了光束质量在激光器研制与制造应用中的重要作用,回顾了CO2激光器、工业用固体激光器的研发历史,指出其发展的趋势是:激光输出功率不断提高;光束质量越来越好;应用领域不断扩展;激光微制造正在兴起;超短、超快激光源研究受到高度重视。左铁钏就我国与现代激光制造国外先进发达国家的差距提出了思考与建议:⑴、应制定国家对现代激光制造与产业的整体发展规划;⑵、规范现代激光制造与市场产业结构;⑶、政府对现代激光制造与产业的支持和资源分配;⑷、重视现代激光制造的人才培养;⑸、现代激光制造的国际合作。(正明激光科技有限公司提供)
讨论中,与会专家就激光制造在国民经济的重要性强调了以下认识:1、不能光看产值,还要看它的社会效益怎么样。2、激光制造在航空、造船等工业领域里国内需求巨大。3、向制造强国转变的契机和成功点。4、如何实现跨越发展?要有自己原始创新的东西;可以根据激光制造的研发中心、制造企业、应用型企业、加工站这四个层次来完成;进行相应的用户市场开发;激光产品要高质量,必须是一个品牌。5、重视市场需求和必要投资。
二、激光工业应用的国内外发展现状
中国光学学会邓树森教授在报告中评述了“我国激光加工产业现状”。经过多年发展,我国激光加工产业化进程大大加快,形成具有特色的激光加工企业群体,主要在与低功率的激光打标和要求激光光束质量不高的应用领域,如激光表面处理,激光熔覆等领域。目前在这些领域,国产激光加产品可批量供应。他以一些具体的应用实例指出我国激光加工具有巨大市场。
中德激光技术中心肖运鸿教授介绍了“德国激光技术现状及发展战略”,指出激光技术广泛应用在德国的各个工业部门中,并扮演着一个创新尖兵的角色,且在未来市场中将起前沿开拓者的作用。他还就加速发展我国激光制造技术和产业问题提出了若干建议。
科技部科技发展研究中心盛延林分析了我国激光加工的发展情况,指出激光加工在科技部“十五”计划期间为什么没有体现,尚未找到自己的落脚点。
三、激光制造的基础问题
周炳琨在评述报告中深入探讨了“激光制造的基础问题”,指出应重视以下研究:⑴、光子与物质的相互作用;⑵、激光光束质量的改善,评价与监控;⑶、超快超强激光与物质的非线性相互作用;⑷、激光加工新光源与新应用;⑸、微纳米加工的相关基础技术问题。装甲兵工程学院徐滨士院士做了题为“激光制造技术在再制造工程中的应用及其发展”的报告,指出再制造工程是先进制造技术的补充和发展,是实现产业可持续发展的重要技术途径。在此基础上,研究快速成形、综合技术(激光清理、激光切割、激光焊接及激光打孔等综合)、激光精密加工等技术实现绿色环保再制造。
几个专题发言就“特殊制造应用中的激光技术和发展关键” “特殊要求、特种材料激光加工的基础研究”以及激光焊接和TIG、MIG等复合焊接技术等问题进一步做了探讨。
与会者特别关注如何结合激光光束质量因子,提高激光制造系统的配置和制造技术的完善问题,并进行了深入讨论。
四、激光微制造技术的研究开发与高新技术产业的发展
中科院安徽光机所江海河研究员以“激光微加工技术及准分子激光微加工应用”为题讨论了我国激光微加工技术研究发展的现状,并针对存在的主要科学技术问题提出了有关建议:加强政府投入 “十一五”计划(重大专项);列入国家中长期规划;光制造企业参与;鼓励和扶植国内大型光制造企业;加强微加工机理研究;重视工艺研究;重视平台建设(系统研究);有所不为,有所为;目标明确、方向正确、切入点准确;研究探索能否有不可替代的激光制造技术;找准3D微制造的目标、方向、切入点。
北京工业大学蒋毅坚教授在“激光微细加工集成技术”的报告中探讨了激光微技术今后的研究趋势,调要大力发展具有微加工适应性的集成准分子激光、倍频激光、飞秒激光、光纤激光四种激光优势的激光集成微制造技术,这是提高微加工作用效率和质量的有效途径。
会议上还以专题发言形式深入讨论了“飞秒激光与微加工”、半导体工业中关键设备--光刻设备(技术)、“飞秒激光微纳加工技术与机理研究”等科技问题。
与会专家讨论中十分关注飞秒激光微加工技术应用问题,一致认为飞秒激光微加工应及时明晰并抓住的主要应用背景来进行发展。
五、工业制造中激光光源的重点研究领域与关键技术
姚建铨作了题为“我国在先进制造业中激光技术领域的发展现状、差距及对策”评述报告。他指出,我国激光器的性能及输出激光束的稳定性较差,综合配套能力差。提出我国在先进制造业中的激光技术领域的发展对策:以需要为牵引,以激光在制造业中应用为龙头,以提高激光器质量为重点,以总体配套技术为突破口,研发出有中国特色及有自主知识产权的激光器件及应用整机,建立我国独立自主的激光制造产业。
会议安排的若干专题发言讨论了“国内半导体大功率激光器供需现状与今后发展方向”“快速发展的光纤激光器” “研发新型气体激光器促进激光制造”以及射频激励扩散型冷却波导CO2激光器关键技术等方面的科技进展。
与会者关注和讨论的热门话题有以下两个重要问题。1、我国激光器不能真正走进大工业应用的核心问题是什么?2、激光器的研发需不需要和应用技术相结合?
六、我国激光制造未来产业化发展趋势
与会者从不同角度进行了讨论。认为:1、光制造在大工业中的应用必须找到切入点。可归结为三个切入点:以汽车、航空航天器件为代表的轻型化制造;以微电子、生物器件为代表的微纳制造;以易损部件报废回收为代表的再制造。以航空、飞机的包括激光医疗的应用为龙头带动。2、尽快制订新的技术标准体系。3、激光技术对制造业的变革性影响。新一代光制造机床使机床行业发生根本性变革。4、加强产、学、研结合。大学、研究所、企业三者应该多交流、互补,多层次、多组织、多渠道,创造条件,发展自己的技术,形成我国自己的特色产业。5、重视利用政策和市场机制。
七、共识和建议
在评述报告和专题发言的框架基础上,会议执行主席主持并组织与会专家学者对激光制造应用、激光制造系统和技术以及激光制造未来产业化的发展趋势进行了广泛的交流与探讨, 取得重要共识。
1、光制造是先进制造技术之一,是提升我国传统制造业技术水平的重要手段,是我国由制造大国向制造强国迈进科技创新尖兵,支持发展激光制造技术。建议在汽车制造、航空航天、机械制造、冶金、铁路、船舶、生物医疗、微制造、再制造等工程应用中推广应用激光制造技术;
2、光光束质量在激光应用过程中,对加工质量、加工效率起着关键的作用。激光研究单位、应用企业都应十分重视光束质量的问题;
3、在尽快普及激光大功率工业应用的同时,为适应科技发展的前沿趋势,也应加快激光微制造的研究、开发。微系统越来越复杂,结构设计越来越多样化。
4、应集中体现光在微制造中的优势,应以具有加工适应性的准分子激光、倍频激光、飞秒激光、光纤激光四种激光集成技术为代表性发展技术。
5、建议发展激光制造应用技术,重点发展有广泛应用的激光切割、焊接及金属部件激光成型技术;建议发展激光制造系统技术,激光光源重点发展千瓦级大功率、高光束质量、高可靠性的固体激光器、正明CO2激光器、直接应用的半导体激光器,发展光纤激光器、半导体泵浦固体激光器、以及准分子激光器、超短脉冲激光器。
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