激光,曾經被認為(wei) 是一項神奇的技術,被稱為(wei) “神光”,最先應用於(yu) 打孔。
“多年來,國內(nei) 對激光加工的研究,一直停留在實驗階段,雖然發表的理論文章數量很多,但卻找不到很好的應用點,大麵積的技術被擱淺,找不到消化的場合。”浙江工業(ye) 大學機械工程學院的姚建華教授敏銳地察覺到“這裏麵一定有文章可做。”
13年前,由姚建華牽頭,浙工大成立了激光加工技術工程研究中心,開始一步一步實現科學原創技術在工業(ye) 上消化應用的理想。
現在,浙工大激光加工技術工程研究中心交出了這樣一份成績單:結合我省製造業(ye) 實際,用先進的新一代激光製造技術改造了傳(chuan) 統製造方式,針對有地方代表性的模具、工具、大型重要裝備等製造行業(ye) ,提供了新的高效節能化製造工藝,產(chan) 品覆蓋我國10多個(ge) 省市的200多個(ge) 用戶及30多個(ge) 國家,近3年累計創造利稅7.1億(yi) 元。
“機械基礎件是裝備製造業(ye) 賴以生存和發展的基礎,直接決(jue) 定著國家製造業(ye) 的水平。據統計,我國每年因關(guan) 鍵基礎零部件失效引起裝備故障的損失達國民經濟總產(chan) 值的3%至5%。其中,80%以上是由於(yu) 表麵局部磨損、腐蝕等失效引起,損失總量超過萬(wan) 億(yi) 元。”姚建華發現,長期以來,我國基礎件的製造水平和質量不高,國外又對關(guan) 鍵技術高度封鎖,70%的利潤被進口基礎件所吞噬,已成為(wei) 機械行業(ye) 的鎖喉之痛。
目前,全世界都在尋求一種在不增加成本的前提下提高基礎零部件的性能和壽命的產(chan) 業(ye) 化技術。激光表麵技術由於(yu) 其高性能、低變形、結合強度高等特點,被公認為(wei) 實現低成本高性能製造的最具潛力的表麵工程技術之一。然而,由於(yu) 激光與(yu) 材料作用過程複雜,在短短1秒鍾內(nei) 可把表麵加熱到上萬(wan) 度的高溫,涉及機械、材料、光學及信息等多學科,其技術實現和產(chan) 業(ye) 化應用難度較大。
姚建華和他的團隊經過十多年的潛心研發,選擇具有代表性的動力、通用機械及化工行業(ye) 的三類典型基礎部件入手,采用激光複合表麵強化與(yu) 再製造技術,圍繞材料、工藝和裝備三大關(guan) 鍵技術進行研發,終於(yu) 實現了產(chan) 業(ye) 化應用。
在秦山核電站,姚建華教授團隊研發的激光強化技術應用於(yu) 重水核反應堆關(guan) 鍵冷卻部件,不僅(jin) 提高了機組的安全性,而且生產(chan) 出的這種防水蝕葉輪使用壽命比進口的更長。
在牙科醫院,有一些高檔的牙科鉗,其頭部采用一種特殊的材料,它既能抗腐蝕、不生鏽,又有一定的鋒利性、耐磨性,不含毒、耐高溫,這是姚建華團隊研發課題的又一個(ge) 方向。他們(men) 設計出了能適應複雜環境的專(zhuan) 用合金材料,並運用激光手段,把這些專(zhuan) 用材料熔覆在牙科鉗上。這種製作方法是傳(chuan) 統工業(ye) 永遠無法做到的。目前采用該技術製作的50多個(ge) 型號牙科鉗已全部出口到美國3M公司。
為(wei) 了更快、更好地把激光製造技術應用在國民生產(chan) 中,激光加工技術工程研究中心還及時走上了國際合作路線,通過引進技術和海外智力,實現跨越式發展,以滿足製造業(ye) 的需求。該中心已先後與(yu) 烏(wu) 克蘭(lan) 國立科技大學、英國劍橋大學、美國密歇根大學等開展相關(guan) 科研技術合作。
如今,“激光表麵複合強化與(yu) 再製造關(guan) 鍵技術”已經超過了德國,成果已在機械、能源、化工等多個(ge) 行業(ye) 的200多家企業(ye) 實現產(chan) 業(ye) 化應用,相關(guan) 產(chan) 品覆蓋我國除西藏之外的省市,同時出口到美國、印度、澳大利亞(ya) 等30多個(ge) 國家,效益顯著。
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