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軌道交通新聞

神奇之“光”如何照亮裝備製造?——訪廣東高聚激光公司

激光製造商情 來源:南方日報2014-09-28 我要評論(0 )   

先進激光技術在佛山傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 轉型升級中的核心作用?3D打印如何升級佛山製造?工業(ye) 機器人產(chan) 業(ye) 的未來猜想?今天,佛山將迎來一場新興(xing) 產(chan) 業(ye) 發展的研討會(hui) 。中國工程院院士、...

       先進激光技術在佛山傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 轉型升級中的核心作用?3D打印如何升級佛山製造?工業(ye) 機器人產(chan) 業(ye) 的未來猜想?今天,佛山將迎來一場新興(xing) 產(chan) 業(ye) 發展的研討會(hui) 。中國工程院院士、中科院廣州能源研究所研究員陳勇,中科院廣州電子所所長、中國3D打印聯盟副理事長李耀棠,大功率半導體(ti) 激光器項目產(chan) 業(ye) 化的海歸團隊、高聚激光董事長趙青春等專(zhuan) 家,將針對激光、3D打印、工業(ye) 機器人等佛山新興(xing) 產(chan) 業(ye) 的發展思路展開探討。

  如今,代表智能生產(chan) 的工業(ye) 機器人已潛入家電、陶瓷等製造業(ye) 的生產(chan) 線,全市下一步將啟動500家製造企業(ye) 的“數字化工廠”“無人工廠”的改造示範;國際激光領軍(jun) 人物成立的海歸團隊,緊密結合佛山製造的需求,為(wei) 佛山裝備製造業(ye) 武裝上革新性的“光加工”兵具,推動了製造業(ye) 的服務化;隨著裝備製造智能化、信息化的綜合推動,佛山將通過培育機械裝備研究院,重點突破關(guan) 鍵零部件、機電一體(ti) 化芯片、係統智能控製軟件等重大產(chan) 業(ye) 技術瓶頸,佛山版的柔性工廠逐漸有了想象空間。

  用“光加工”服務製造業(ye)

  對趙青春來講,激光是一把可以變幻的“刀具”,佛山的傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 及裝備製造業(ye) ,都可以通過用“激光”繼續“武裝”,讓產(chan) 品實現強中更強。

  日前,高聚研製的第一台陶瓷激光彩色打標機在佛山亮相,比傳(chuan) 統打標速度快5到10倍。陶瓷激光彩色打標機在陶瓷表麵上打出經久不掉的二維碼、LOGO、文字等圖案。圖案任何一條細微的紋路都能逼真地呈現出來。

  佛山製造業(ye) 存在什麽(me) “共性問題”?“激光”這一工具能否解決(jue) 問題,如何實現?兩(liang) 年多來,趙青春在佛山走訪了多家鋁材、陶瓷、汽配工廠的生產(chan) 線。上述問題,是他每次走訪必定探索的“例牌”。

  2012年5月,趙青春的海歸團隊在佛山高新區獅山核心園區注冊(ce) 成立了廣東(dong) 高聚激光公司。

  對趙青春來講,激光正是一把可以變幻的“刀具”,佛山的傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 及裝備製造業(ye) ,都可以通過用“激光”繼續“武裝”,讓產(chan) 品強中更強,高聚瞄準的正是為(wei) 高端裝備製造業(ye) 提供專(zhuan) 業(ye) 服務的這一塊蛋糕。

  目前,高聚擁有三大核心技術:半導體(ti) 激光芯片、脈衝(chong) 光纖激光、高功率半導體(ti) 激光的成型技術,目前在全球處於(yu) 領先水平。高聚已申請15項發明專(zhuan) 利,今年還將申請20多項發明專(zhuan) 利。高聚的創業(ye) 目標是做產(chan) 業(ye) 鏈,從(cong) 最核心的半導體(ti) 激光芯片、最基礎的材料器械到高端的激光光源係統。

  激光技術在佛山的產(chan) 業(ye) 化,是一個(ge) 技術基因注入佛山製造的故事,也是一個(ge) 製造業(ye) 服務化的故事。

  由於(yu) 激光器光源由高聚自主研製,這款打標機的價(jia) 格較國外同類產(chan) 品有大幅度的優(you) 勢。“陶瓷是佛山產(chan) 業(ye) 的名牌,但存在行業(ye) 共性問題—品牌遭遇仿、偽(wei) 、假。借鑒國際汽車零部件行業(ye) 都采用激光打印技術的經驗,我們(men) 覺得,可以嚐試將‘激光’運用在陶瓷產(chan) 品上。”趙青春介紹說。

  “打仗兵要精,武器要好。高端裝備,精密儀(yi) 器,精準檢測都離不開激光技術和裝備。佛山裝備製造業(ye) 要謀劃更長遠的未來,將原有的機具‘鳥槍換炮’,使佛山走上新型工業(ye) 化之路。”佛山市創新協會(hui) 秘書(shu) 長黃誌海注意到,省委給佛山“裝備製造業(ye) ”的發展定位中,用了“領銜”一詞,“這正說明,佛山的‘兵器’不僅(jin) 要上規模,更要能在技術研發、創新運用上有更高的提升。”

  過去,大功率激光器多數使用在國家安全和軍(jun) 工領域,今年1月,工業(ye) 和信息化部發布《工業(ye) 轉型升級投資指南》,將大功率半導體(ti) 激光器列為(wei) 裝備改善重點產(chan) 品。

  高聚開始運作把大功率半導體(ti) 激光器模塊和係統的產(chan) 業(ye) 化項目帶到佛山高新區獅山核心園區。這個(ge) 項目實施,將填補中國在激光領域的多項產(chan) 業(ye) 化技術空白,打破國內(nei) 完全依靠進口的局麵及進口限製和封鎖。

  佛山有鋁業(ye) 之都之稱,高聚同樣對行業(ye) 的多家企業(ye) 進行過走訪。“現在的加工工藝,效率較低。結合行業(ye) 需求,我們(men) 同樣可以推出光加工的裝備,但這需要一個(ge) 被行業(ye) 認知的過程。”趙青春計劃在佛山建設一個(ge) 激光應用示範基地,這樣團隊此前的研究成果就可以有展示平台。

  比如,目前備受矚目的3D打印技術,學術上稱為(wei) 激光堆積型技術或激光快速成型技術,其實際上也是一種激光技術。“我們(men) 的技術和3D打印是緊密相關(guan) 的,隻是對激光的運用不同而已。我們(men) 專(zhuan) 注於(yu) 光源的研發,擁有光源上的優(you) 勢,與(yu) 本土發展3D打印的企業(ye) ,完成可以形成產(chan) 業(ye) 鏈條上的配套。”趙青春認為(wei) ,依照產(chan) 業(ye) 分工,高聚可以向3D打印成套設備企業(ye) 提供光源、激光頭專(zhuan) 業(ye) 的研發定製服務。

  對裝備製造業(ye) 來講,激光再修複應用又將形成龐大的產(chan) 業(ye) 。將高功率激光技術與(yu) 粉末冶金技術結合起來,實現報廢的卡車後橋軸的激光再製造,在修複部位逐層熔敷,最後還原報廢備件的最初樣貌,恢複使用性能,而這一製造成本僅(jin) 為(wei) 新品的1/8。在這一光加工運用技術上,高聚聯合蘇州大學的科研團隊已在沙鋼集團開展產(chan) 學研項目,未來,可以實現軋輥、鋼軌、輪曲軸等重要消耗備件的再修複。

  光源“芯片”的國產(chan) 夢

  長期以來,國內(nei) 的大功率半導體(ti) 激光產(chan) 品都依賴進口。趙青春和他的團隊都很清楚,半導體(ti) 激光器要做全產(chan) 業(ye) 鏈,特別是芯片的國產(chan) 化,否則很難盈利。

  “這幾年,一直在了解大功率激光器產(chan) 品的國產(chan) 化情況。我們(men) 現在使用的大功率激光器都是進口產(chan) 品,3000W功率的機子要耗資180萬(wan) 元。”中南機械相關(guan) 負責人稱,這一兩(liang) 年在參觀國內(nei) 外企業(ye) 時,覺察到機械行業(ye) 發展的趁勢,“製造業(ye) 為(wei) 了提升競爭(zheng) 力,不斷地在生產(chan) 線效率上下功夫。一方麵,生產(chan) 線化解成標準化的模塊,機器人、機械手取代人工;另一方麵,就是激光器在各行各業(ye) 的廣泛運用。產(chan) 品比拚中,精密度及高性能成為(wei) 重要的內(nei) 容。”中南機械使用高功率激光器為(wei) 其機械設備產(chan) 品的表麵改變性能,提高其耐磨度等各項性能,實現延長產(chan) 品壽命,提升產(chan) 品競爭(zheng) 力。

  用激光“武裝”佛山裝備製造業(ye) ,實現佛山機械的“鳥槍換炮”。在行業(ye) 人士看來,這台戲有得做,也必須做。

  長期以來,國內(nei) 的大功率半導體(ti) 激光產(chan) 品都依賴進口。且由於(yu) 產(chan) 業(ye) 化程度高,國外巨頭提供的是整條生產(chan) 鏈,價(jia) 格高達千萬(wan) 元,國內(nei) 企業(ye) 完全吃不消,再者引進之後難以實現與(yu) 自身生產(chan) 線的匹配,無法實現升級。

  本土一家自動化設備公司,此前在為(wei) 一家箱包廠家設計自動化改造方案時,也考慮過如何結合機械手安裝激光頭,以提高打孔工藝的精密度,因此還找到高聚討論工藝的可操作性。

  “激光就是一門工具,新型工業(ye) 化中,在美國、德國,都將先進的激光技術視為(wei) 未來裝備製造業(ye) 的核心。”趙青春說。

  高聚激光的產(chan) 業(ye) 夢中,激光器以後將在機械加工等生產(chan) 領域得到廣泛運用,可以取代現在傳(chuan) 統的車床,在切割、焊接、表麵硬化、再製造、打孔等方麵有著絕對優(you) 勢,而這些技術在生產(chan) 型企業(ye) 尤其是高端裝備設備生產(chan) 中有著廣泛的應用。#p#分頁標題#e#

  目前,國內(nei) 大功率半導體(ti) 激光器芯片大多依賴進口,歐美國家處於(yu) 壟斷地位。趙青春和他的團隊都很清楚,半導體(ti) 激光器要做全產(chan) 業(ye) 鏈,否則很難盈利。“這個(ge) 產(chan) 業(ye) 的最上遊就是半導體(ti) 激光芯片,這一塊的高功率產(chan) 品百分之百依靠進口,國外價(jia) 格一提,利潤都會(hui) 犧牲掉。國內(nei) 技術發展受到這方麵的牽製,所以我們(men) 一直都非常堅定要做全產(chan) 業(ye) 鏈,特別是在芯片上一定要有,芯片是‘1’,其它的激光器到成套的激光設備都是因為(wei) 有了‘1’才能實現成倍數的價(jia) 值的增長。如果芯是別人的,相當於(yu) 母雞是別人的,我們(men) 要買(mai) 雞蛋,價(jia) 格就永遠受控於(yu) 人。”

  趙青春海歸團隊,醞釀在激光產(chan) 業(ye) 最核心的部位—“芯片”上破題。

  半導體(ti) 激光器決(jue) 定光纖激光和固體(ti) 激光50%—85%的成本,其核心是芯片。目前,全球五大激光芯片公司,已減少對外芯片的供給,供給芯片比本國使用的要次幾個(ge) 層級。“芯片雖小,卻是光技術源頭之活水。如果不能在芯片上突圍,就意味著,最核心的器件就要靠國外引進。為(wei) 何國外企業(ye) 減少供給,它處於(yu) 產(chan) 業(ye) 鏈的最高端,這樣可以占據更高的利潤。”趙青春稱。

  核心零部件的“突圍”戰

  在一些核心零部件的研發加工上,用上激光可以有所突圍。整個(ge) 工業(ye) 製造體(ti) 係是相通的,因而這種利好必將對佛山機械行業(ye) 的加工能力、水平帶來全麵的提升。

  一汽大眾(zhong) 佛山工廠焊接車間,在某些鋼板連接處應用拉鏈式的激光焊接工藝,融合後儼(yan) 然是一整塊鋼板。一名業(ye) 界人士形象地分析說,普通點焊就好比受傷(shang) 後醫生用針把傷(shang) 口縫合,而激光焊接相當於(yu) 傷(shang) 口自己長好形成完整的平麵。

  激光技術對全球產(chan) 業(ye) 的革命性力量正正加大釋放。在美國,過半GDP中,都有激光在裏麵發揮作用。穀歌無人駕駛汽車的秘密,正是由150個(ge) 激光傳(chuan) 感器打造無縫感知來實現對障礙物的各種數據的回收及分析。

  而2013年德國未來獎,由一項產(chan) 學研聯合開發並已投入實際應用的超短脈衝(chong) 激光工業(ye) 精加工技術獲得。這種高能激光脈衝(chong) 能在幾飛秒或幾皮秒內(nei) (1飛秒等於(yu) 千萬(wan) 億(yi) 分之一秒,1皮秒等於(yu) 1000飛秒)將原材料迅速氣化,不留殘渣,周圍材料也不會(hui) 變形受損。用這種技術加工的高精度發動機燃油噴嘴可節約燃油近20%。博世公司已用這一技術大批量加工各種精密元件並計劃開發更多新產(chan) 品。

  “德國未來獎,是德國應用研究的最高獎項,如果沒有重大變革性技術,可能該年度會(hui) 是空缺。”趙青春不得感慨,這項激光技術的創新運用,將繼續強化德國製造的優(you) 勢,進而保證其在全球不可撼動的地位。

  德國的汽車工業(ye) ,全球聞名。在趙青春看來,光加工這一工具在德國汽車工業(ye) 中的作用巨大。“汽車的車身的加工,70%需要用到激光焊接,精密的零部件加工,更離不開激光工藝的創新運用。德國汽車能做到既節省原料、能源,又安全可靠,就是通過深入研究,哪裏必須用厚板,哪裏可以用薄板代替又不影響安全等各項性能,由此建設精密的數學模具。然而,要實現不同厚度薄板的接焊,必須用上激光這一工具。如果沒有它,傳(chuan) 統的加工手段之下,一切隻能是猜想。”趙青春介紹說,國外這樣的裝備需要600萬(wan) 至800萬(wan) 元,汽車企業(ye) 難以承擔,目前,由高聚研製的光源,與(yu) 中國科學院沈陽自動化研究所的數控與(yu) 軟件係統組裝成的激光接焊裝備,實現了專(zhuan) 長的互補,已在揚州一家汽車企業(ye) 實現示範生產(chan) 。

  有數據顯示,中國作為(wei) 汽車大國,70%的利潤被外資拿走。因為(wei) 關(guan) 鍵零部件的核心技術為(wei) 外資控製,也正是這些核心技術在賺錢。

  一汽大眾(zhong) 將最現代化的工廠在佛山落戶,在全省的汽車產(chan) 業(ye) 版圖上,佛山由“配角”變身“主角”。同時,“德國智造”引領“佛山製造”提質升級,更是令人期許。

  “然而,本土汽車配件廠要從(cong) 產(chan) 業(ye) 鏈中高端受惠分羹是很難的,主要原因就是工業(ye) 技術不行。”黃誌海稱。“有了大功率激光器作為(wei) 新工具,以往不可能實現的加工工藝,將有無限的想象空間。比如說在有曲麵的鋁板打孔、不同厚板的接焊、高精密度的提升,這也就意味著,在一些核心零部件的研發加工上,我們(men) 可以有所突圍。而且整個(ge) 工業(ye) 製造體(ti) 係也是相通的,因而這種利好不僅(jin) 僅(jin) 是汽車製造,也必將對佛山機械行業(ye) 的加工能力、水平帶來全麵的提升。”

  在推動佛山市裝備製造業(ye) 的轉型升級上,佛山提出,要緊緊抓住重大成套裝備、通用專(zhuan) 用裝備等共性技術難題,重點突破發展重大成套裝備所需的關(guan) 鍵零部件,元器件和配套設備的本地化生產(chan) ,數控機床的核心功能部件以及大型鍛造鍛壓成型技術、高速精密加工技術、金屬熱處理、金融加工技術等配套技術的自主研發,推動製造環節向高端製造整體(ti) 提升。

  “這裏麵,很多加工技術,需要用到激光這一工具。今年,首屆fun88官网平台產(chan) 業(ye) 高峰論壇上,世界最大的激光行業(ye) 的兩(liang) 家企業(ye) 通快(德國)與(yu) 羅芬(瑞典),對未來發展趨勢給出的論斷都是,激光未來將在五大領域產(chan) 生深遠的影響,其中,居於(yu) 首位的就是先進製造業(ye) ”趙青春稱。

  評論

  從(cong) 4000億(yi) 跨向萬(wan) 億(yi)

  佛山裝備製造

  怎樣“點機成金”

  一個(ge) 正在醞釀的“中國製造2025”發展綱要近日成為(wei) 焦點。泉州市為(wei) 中國工程院選中作為(wei) “中國製造2025”唯一的地方樣板和實踐範例,機緣正是泉州的“數控一代”示範工程。所謂“數控一代”,如同在機器裏裝了一個(ge) 大腦,用數字信息技術對工作過程和機械運動進行控製。

  縱觀全球,第四次工業(ye) 革命的到來已為(wei) 時不遠。經濟大國美國、德國製造業(ye) 的回流,德國工業(ye) 4.0戰略,美國借工業(ye) 互聯網重塑製造業(ye) 升級,顯示出新一輪工業(ye) 革命的序幕已經開啟,全球產(chan) 業(ye) 鏈正演繹洗牌爭(zheng) 奪戰。

  在這一場爭(zheng) 奪戰中,中國製造,奏響了自動化、智能化、信息化、數字化的時代強音。

  本月初,《佛山市打造萬(wan) 億(yi) 規模先進裝備製造業(ye) 產(chan) 業(ye) 基地工作方案》正式公布,“機器代人”“數字化工廠”“智能產(chan) 業(ye) ”“工業(ye) 網絡化”等製造業(ye) 熱詞,透射出這個(ge) 裝備製造業(ye) 規模超4000億(yi) 元城市的發展戰略,也指明了佛山打造廣東(dong) 省先進裝備製造業(ye) 核心基地的路徑選擇。

  從(cong) 30多年前起,引進消化再創新的創新模式,為(wei) 佛山機械裝備製造業(ye) 的發展打開了曆史的天窗。1983年,佛山耐酸陶瓷廠,由佛山市政府與(yu) 國家輕工部聯合,拿出207萬(wan) 美元,從(cong) 意大利引進中國第一條全自動陶瓷牆地磚生產(chan) 線。

  工欲善其事,必先利其器。中國第一台大噸位自動壓磚機、第一台自動磨邊機、第一台拋光機相繼由佛山率先擁有,正是擁有了這樣一批機械工具,佛山用“瓷土”創造出價(jia) 值近千億(yi) 的產(chan) 業(ye) ,反過來,這也成就了佛山裝備製造業(ye) 的壯大。

  今年,廣東(dong) 省給佛山提出新課題:領銜珠江西岸打造萬(wan) 億(yi) 規模的裝備製造產(chan) 業(ye) 帶,輻射帶動粵西地區。這是基於(yu) 尋找經濟發展的新動力所做出的抉擇。#p#分頁標題#e#

  此前,佛山人在輕工業(ye) 消費品領域成功“點土成金”;現在,借著全球工業(ye) 革命的大浪潮,佛山被寄予期望,能夠在“工業(ye) 母機”裝備業(ye) 的事業(ye) 上實現鳳凰涅槃,領銜珠江西岸城市產(chan) 業(ye) 轉型升級。

  在全國來講,裝備製造業(ye) “缺芯少魂”是一個(ge) 通病。特別是製造業(ye) 的無“芯”之憂,去年進口芯片2000多億(yi) 美元,超過石油資源進口的金額,這顯示出中國缺乏關(guan) 鍵技術。在高速增長中,較多佛山的裝備製造行業(ye) 同樣忽視企業(ye) 自身在核心技術的突圍與(yu) 投入研發的原創,企業(ye) 向前衝(chong) 缺少了禦戰的盔甲—技術。沒有占領核心技術,意味著企業(ye) 需要依賴德國、日本、美國的關(guan) 鍵零部件。即企業(ye) 更多靠賣“軀殼”賺錢,利潤的大頭其實還是為(wei) 經濟大國壟斷。

  佛山的裝備製造業(ye) 已成長為(wei) 一個(ge) 產(chan) 值超4000億(yi) 元的龐大產(chan) 業(ye) ,要向萬(wan) 億(yi) 規模邁進,不僅(jin) 僅(jin) 是數量上的倍增,更要有“點機成金”的決(jue) 心。如何從(cong) 靠可見的產(chan) 品盈利的經濟模式,走向靠核心技術“智慧”盈利的新經濟模式,或是佛山新經濟在裝備製造業(ye) 這一篇章中解題的關(guan) 鍵。 

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