中國是公認的製造大國,也是全球最大的加工國家,工業(ye) 體(ti) 量也是世界第一。為(wei) 了工業(ye) 現代化,解決(jue) 大量的勞動力問題,中國在1990年代至今的20多年裏,從(cong) 引進外企到內(nei) 生企業(ye) ,用了25年的時間走完了歐美國家100年的工業(ye) 化進程,繼而帶來的是環境惡化和工業(ye) 汙染,廢水、廢氣、廢棄物品毫無節製的排放。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,也大力建設汙水處理廠、廢氣吸附過濾設施等,然而這種措施隻是先排放後處理,成本也非常高。在這種背景下,改變一些生產(chan) 工序上的工藝和升級更加環保的清洗工藝,就成為(wei) 非常迫切與(yu) 必要的任務。激光清洗/除鏽就是一項非常有發揮潛力選擇,也是逐漸改變工業(ye) 環保的一項重要技術。
我們(men) 一直認為(wei) 激光清洗技術不能算作一項激光加工,它是區別於(yu) 激光加工的一種工件表麵處理技術,它與(yu) 以往的激光切割、焊接、鑽孔、標刻、熔覆等不一樣,這些是利用激光高能量與(yu) 材料作用,改變材料的形狀、性質或部件之間的關(guan) 係,以實現加工效果,而激光清洗是不改變材料基質,隻是把表麵的汙跡、鏽跡、粉塵或者殘留物清除幹淨,是一項表麵“洗刷”工藝,而不是一項激光加工技術。盡管如此,並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、汙跡的厚度、激光功率與(yu) 能量適度等的因素,因其適用麵較廣泛,不同的材料應用需要不同參數的激光清洗係統,因此在工藝探索、研究、測試方麵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(nei) 取得了一些成果,但是與(yu) 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(guan) 於(yu) 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(nei) 最早嚐試開發了激光清洗設備,並成功運用在雲(yun) 岡(gang) 石窟、石壁、石像、壁畫等文物古跡。接著幾年內(nei) 國內(nei) 各種科研機構關(guan) 於(yu) 激光清洗工藝的論文逐漸增加,關(guan) 注度也頗多。
2017年3月,國內(nei) 主要的幾家光纖激光器廠商均推出了可用於(yu) 激光清洗的激光器產(chan) 品,而從(cong) 事激光清洗設備開發的企業(ye) 也層出不窮,激光清洗從(cong) 一項“黑科技”逐漸顯露在人們(men) 眼前,為(wei) 更多的人所認識,從(cong) 事汽車、模具、家電、電子製造、噴塗、金屬製品等各行各業(ye) 的人知道了激光清洗神奇的效率與(yu) 環保“功效”後,都表示非常有興(xing) 趣試用一下。
早期的激光清洗機由於(yu) 科技含量高、激光器采購成本高,整機定價(jia) 也偏高,過百萬(wan) 的一台機都有,許多潛在用戶盡管表達了想用的意願,但是麵對過百萬(wan) 的采購成本,還是猶豫不決(jue) 。由於(yu) 過去一年多時間,從(cong) 事類似激光器生產(chan) 的廠家也有了,做激光清洗整機的廠家更多了,整體(ti) 的價(jia) 格有所下降,現在一台中等功率的激光清洗機從(cong) 30萬(wan) 至70萬(wan) 的都有,當然產(chan) 品質量方麵也是良莠不齊,在采購時必須認真甄別。
如今國內(nei) 從(cong) 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(jun) 裝甲兵工程學院再製造中心、哈爾濱工業(ye) 大學、華中科技大學、南開大學等,相關(guan) 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(cong) 事激光清洗設備開發的企業(ye) 就更多了,一些從(cong) 事配套產(chan) 品的企業(ye) 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,但由於(yu) 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(ye) 逐漸研發出了機器人激光清洗係統,實現了自動化清洗控製,大大提高了清洗效率和人的安全。
據市場調研報告顯示, 2018年,全球激光清洗市場的價(jia) 值將達到5.89億(yi) 美元,到2023年這一數值預計將達到7.24億(yi) 美元,2018年和2023年之間的複合年增長率(CAGR)為(wei) 4.22%。上述領域不少屬於(yu) 國民經濟的支柱產(chan) 業(ye) ,激光清洗技術添入其中後,產(chan) 生的經濟效益和社會(hui) 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,並使其在短時間內(nei) 實用化、產(chan) 業(ye) 化、是完全可能的,對推動高新技術產(chan) 業(ye) 的發展本身亦具有重要意義(yi) 。
激光清洗的繼續發展必然會(hui) 帶來更多款式的產(chan) 品,這不僅(jin) 僅(jin) 是一項工業(ye) 應用技術,筆者相信它還可以結合生活應用,盡管現在不鏽鋼和鋁製品應用廣泛,但是每家每戶都有金屬用品和工具,許多人會(hui) 因為(wei) 一件工具生鏽了而把它丟(diu) 掉。假如以後臨(lin) 街的大小激光加工門店都配備了激光清洗機器,家裏的農(nong) 具、刀具、鉗子等生鏽了,拿去給人家清洗修複後,煥然一新,就像20年前那些進村裏給人提供磨刀服務。試想一下,這樣的激光清洗是多大的一門生意!
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