近日，依托中國科學院西安光學精密機械研究所孵化的硬科技公司中科中美官宣，正式向市場推出8000W級超高速激光熔覆設備，填補了國產(chan) 自主大功率超高速激光熔覆的空白，向未來國產(chan) 自主超高速激光熔覆設備突破萬(wan) 瓦邁出了堅實的的一步。此前公司已成功推出國產(chan) 首台6千瓦內(nei) 孔高速激光熔覆設備，引領行業(ye) 進入了“激光內(nei) 孔修複技術”新時代。為(wei) 我國鋼鐵、石油、化工、電力、鐵路、船舶、礦山、航空的等領域的設備表麵塗層和損壞修複提供了先進的加工工具。

我國每年因設備損壞經濟損失逾千億(yi) 元

曆經幾十年的發展，我國製造業(ye) 從(cong) “一無所有”，發展成為(wei) 享譽全球的“製造業(ye) 大國”。如今我國製造業(ye) 正由“製造業(ye) 大國”轉向“製造業(ye) 強國”。在此過程中，國外大批的高精尖設備引入我國，應用於(yu) 鋼鐵、航空航天、船舶、煤炭等各領域。設備曆經長周期複雜工況條件下的服役，因腐蝕、磨損和疲勞等因素，所有設備均存在使用中的損傷(shang) 或失效，部分設備處於(yu) 報廢或帶病工作狀態。而常規的技術和工藝方法不能進行設備修複，也不敢輕易動及關(guan) 鍵的、價(jia) 值貴重的設備，稍有失誤將可能造成設備失效和損壞。我國至今擁有數萬(wan) 億(yi) 元的設備資產(chan) ，每年因磨損、腐蝕及失效或報廢引發產(chan) 線停產(chan) 造成的損失愈千億(yi) 元。

超高速激光熔覆技術將革命性替代傳(chuan) 統的塗層工藝

在煤礦、石油開采、電力、船舶、紡織、鋼鐵等工業(ye) 製造領域，機械設備受高溫、高濕、酸堿環境影響，普遍會(hui) 出現腐蝕、磨損等損傷(shang) 。為(wei) 延長使用壽命，一般會(hui) 在工件外表鍍一層特殊的粉末塗層，以提高對熱度、潮濕、侵蝕性化學物質及金屬碎屑和飛濺物的抗腐蝕、抗損傷(shang) 性能。目前市麵上普遍采用電鍍、熱噴塗及堆焊工藝進行處理。電鍍工藝大到高鐵輪船裝備，小至鑰匙、紐扣，已涉及工業(ye) 生活的方方麵麵，占據了工業(ye) 製造表麵處理的半壁江山。但電鍍會(hui) 產(chan) 生嚴(yan) 重的“三廢”汙染，即水汙染、大氣汙染及固體(ti) 廢物汙染，對人體(ti) 和環境危害巨大。電鍍過程中產(chan) 生的硬鍍鉻廢水含有大量的鉻離子，毒性大，可引起人體(ti) 呼吸係統損害、內(nei) 髒損傷(shang) 、皮膚潰瘍。我國電鍍行業(ye) 每年排放近4億(yi) 噸含重金屬的廢水、5萬(wan) 噸固體(ti) 廢物、3000億(yi) 立方米酸性廢氣。僅(jin) 以北京市為(wei) 例，每年排放450萬(wan) 噸含重金屬廢水，近千噸的固體(ti) 廢物和危險廢物。熱噴塗及堆焊工藝與(yu) 電鍍類似，也屬於(yu) 傳(chuan) 統型汙染製造工藝，對人體(ti) 健康及環境影響都較大。

如今在煤礦、石油開采、電力、船舶、紡織等工業(ye) 製造領域，隨著環保部門的不定期、高頻率的檢查，電鍍、熱噴塗等傳(chuan) 統鍍層生產(chan) 線的使用率越來越低，環保壓力日益趨緊。迫切需要一種環保、高效的金屬表麵處理工藝來全麵替代。超高速激光熔覆因效率高、節能環保、無汙染，成為(wei) 了最理想的替代工藝，將最有希望成為(wei) 革命性替代傳(chuan) 統的鍍層工藝。

超高速激光熔覆較電鍍工藝優(you) 勢明顯：人力成本低（加工20000㎡構件電鍍需要140人，超高速激光熔覆6-10人）；初期投入成本低；鍍層效果好。高速激光熔覆與(yu) 噴塗相比，粉末與(yu) 基材融合效果好，結合力更強。鍍層更致密、組織更細小、成分更均勻、耐蝕性和耐磨性更好。激光熔覆技術目前已在在鋼鐵冶金、工程機械、石油器械、航空航天等行業(ye) 廣泛應用，正在逐步替代傳(chuan) 統電鍍、電噴塗、電堆焊等傳(chuan) 統工藝。

激光熔覆技術已成為(wei) 投資熱點領域

20世紀80年代伴隨著激光技術和材料技術的發展，激光熔覆技術出現並獲得初步了發展，2015年以來該行業(ye) 獲得爆發式增長。國內(nei) 各大科院機構（中科院、機械研究總院、煤炭科學技術研究院、清華大學、北京航空航天大學、華中科技大學）以及煤炭機械、工程機械、造紙、汽車、航空航天、軍(jun) 工、船舶製造等各大頭部企業(ye) 對該項技術持續性投入和研究，激光熔覆技術已發展為(wei) 與(yu) 3D打印技術並列的投資熱點領域。已被列為(wei) 我國“中國製造2025”的重大戰略規劃發展方向之一。

激光熔覆不僅(jin) 可以使損傷(shang) 的設備零部件恢複外形尺寸,還可以使其使用性能達到甚至超過新品的水平。是重大工程裝備修複新的發展方向。目前超高速激光熔覆技術已率先在煤機行業(ye) 實現了大批量應用，其他行業(ye) 在逐步驗證實用階段。據煤炭業(ye) 內(nei) 人士統計，預計未來激光熔覆工藝將替代70%電鍍工藝市場份額。並指出，產(chan) 業(ye) 發展前景非常廣闊，激光熔覆加工產(chan) 業(ye) 的產(chan) 值可達1900億(yi) 元。激光熔覆技術作為(wei) 激光再製造產(chan) 業(ye) 的核心應用必將大規模產(chan) 業(ye) 化並取得巨大的社會(hui) 效益。

超高速激光熔覆將實現萬(wan) 瓦級新突破

超高速激光熔覆作為(wei) 一種最新的金屬表麵功能塗層製造技術，具有較高的熔覆效率、較好的塗層平整度和較低的綜合成本，得到了市場的高度認可。超高速激光熔覆的特點是“薄、平、快”，對新品製造或者對塗層厚度的要求較低（<1.0mm）時，具有其他工藝無法比擬的優(you) 勢。目前市場上高速激光熔覆的激光功率主要在4000W-6000W的功率水平。

據中科中美創始人段開椋介紹，公司獨家推出的8000W級超高速激光熔覆設備，是利用全球獨家擁有的中心送粉技術，可以完全解決(jue) 大功率設備熔覆噴頭長時間工作的安全性、可靠性問題。2021年前後將會(hui) 推出超萬(wan) 瓦功率的超高速激光熔覆設備。

據了解，目前超高速激光熔覆設備國內(nei) 參與(yu) 企業(ye) 不多，整個(ge) 行業(ye) 處於(yu) 培育階段，無上市公司，主要參與(yu) 企業(ye) 包括德國的弗勞恩霍夫、亞(ya) 琛科技、中科煜宸、輝銳光電、必盛激光、鐳速激光等幾家企業(ye) ，市場占有率目前無具體(ti) 數據統計。大多數企業(ye) 外采激光器，再集成熔覆設備，沒有核心部件的自主研發實力。普遍是低功率激光熔覆表麵熔覆工藝設備，無法有效解決(jue) 大功率超高速激光熔覆設備安全、長時間穩定運行的難題及內(nei) 孔熔覆的應用。

隨著國產(chan) 超高速激光熔覆技術的進一步升級，各行業(ye) 應用規模的倍數增長，未來萬(wan) 瓦級以上超高速激光熔覆設備將為(wei) 鋼鐵、冶金、煤機、機械、磨具等領域設備的金屬表麵處理和修複提供更為(wei) 先進的工具。加快對傳(chuan) 統金屬表麵鍍層工藝的全麵替代，助力國家“碳達峰、碳中和”目標的實現。