“這台設備將清洗頭與(yu) 焊槍集成在一起，前方清洗頭進行焊前清洗，焊槍跟隨其後完成焊接。緊接著，焊槍由終點回到起點的過程中，又連帶清洗頭完成了焊後清洗。”在中國中車股份有限公司（以下簡稱“中國中車”）的某主機廠內(nei) ，正在高鐵車體(ti) 生產(chan) 線上進行焊接的工作人員介紹了進入高鐵生產(chan) 製造領域的一種新型清洗設備——清焊一體(ti) 設備。相比人工清洗，新型設備節省了焊前40分鍾和焊後20分鍾的清洗時間，大大提高了生產(chan) 效率。

這一便捷、高效的清洗設備背後所依托的，正是近年來在國內(nei) 高端製造行業(ye) 逐漸普及的激光清洗技術。這一技術解決(jue) 了困擾行業(ye) 多年的人工清洗效率低、清洗質量得不到保證、難以實現自動化等問題，以自動化集成的方式推進高鐵清洗的智能化升級，節省了時間、人力和耗材，以科技創新提升了高鐵製造的效率。

傳統清洗方式“痼疾”難除

8月24日舉(ju) 行的國務院新聞發布會(hui) 中提到，黨(dang) 的十八大以來，高速鐵路新增投產(chan) 3.1萬(wan) 公裏，複線率59.5%、電化率72.8%，均位居世界首位，高鐵成為(wei) 代表“中國創造”和“中國製造”的一張名片。但令人感到意外的是，在這樣一個(ge) 先進製造行業(ye) 中，清洗方式卻還以人工作業(ye) 為(wei) 主，由此導致各種弊端：人工清洗以工人操作砂輪打磨完成，難以保證效果的一致性；人工清洗勞動強度比較大，會(hui) 造成人力成本的提升；人工打磨還會(hui) 造成車間的噪音汙染和粉塵汙染，對於(yu) 操作人員來說，則會(hui) 對身體(ti) 健康造成傷(shang) 害。

因此，在高鐵需求量和規模越來越大的今天，清洗技術的升級轉型顯得愈發迫切。事實上，高鐵製造行業(ye) 尋找高效清洗方式的腳步一直沒有停歇，化學清洗作為(wei) 人工清洗的補充和替代出現在高鐵清洗領域。所謂化學清洗，就是使用酸堿、丙酮、酒精等化學試劑擦拭需要清洗的部件。這一方式雖然促進了效率提升，但同時也造成了汙染。隨著國家對環保的重視度不斷提高，化學清洗在高鐵製造中的使用也越來越少，目前人工清洗仍占主流。

工人手持砂輪進行人工清洗

激光清洗技術+針對性升級，解決人工操作難題

人工清洗效率低下、效果難以統一、勞動強度大，化學清洗又存在高汙染，因此尋找新的替代清洗方式成為(wei) 高鐵製造企業(ye) 的重要任務。麵對市場痛點，激光清洗作為(wei) 工業(ye) 清洗的新興(xing) 方式開始在國內(nei) 嶄露頭角，其具有清洗幹淨、效率高、非接觸、綠色環保等優(you) 點，不但可以用來清洗有機汙染物，也可以用來清洗無機物，應用範圍涉及除鏽、去除氧化膜、脫漆、去油汙、除膠、去鍍層塗層等，在高端設備製造領域應用廣泛。深刻影響全球科技創新、產(chan) 業(ye) 結構調整、經濟社會(hui) 發展。近年來，近十年來，雖然激光清洗在高端製造行業(ye) 得到了廣泛關(guan) 注和應用，但期待清洗方式升級的高鐵行業(ye) 卻還未注意到這一新型清洗方式，直到2016年，中國中車的工程師與(yu) 一家激光清洗企業(ye) 交流焊接工藝時，提出了清洗難題：“有些部件焊接以後表麵有一層黑灰狀氧化物，需要工人打磨掉，但是有一些地方非常狹窄，工人很難操作。”這位工程師希望激光清洗能幫他解決(jue) 問題。

這家激光清洗企業(ye) 名為(wei) 翔明激光，是一家來自於(yu) 於(yu) 華中科技大學的科技成果產(chan) 業(ye) 化公司，創始人王春明是華中科技大學材料科學與(yu) 工程學院教授，他的研究方向正是激光加工技術。2016年，王春明創立翔明激光，專(zhuan) 注於(yu) 激光清洗工藝研發與(yu) 裝備製造，成功研發了焦點保持係統、邊緣控光係統、光束勻化整形係統、防抖動、高允差技術等專(zhuan) 利技術，形成了一係列激光清洗的關(guan) 鍵技術群，並在實踐中建立了各類基材和各類汙染物的激光清洗工藝庫。

人工清洗粉塵遍布，工人必須“全副武裝”

當中國中車尋求幫助的時候，翔明激光的激光清洗技術已經在飛機製造領域得到了應用，並且取得了成功經驗。翔明激光敏銳地感覺到，這正是激光清洗進入高鐵領域的契機。於(yu) 是，他們(men) 向中國中車的工程師表示：“我們(men) 可以用激光清洗技術嚐試一下。”

為(wei) 了利用激光清洗技術解決(jue) 中國中車工程師提出的清洗難題，在此後的2~3年間，翔明激光針對高鐵製造應用場景對激光清洗技術做了多項改進研發，開發出了應用於(yu) 高鐵車體(ti) 焊接的焊前焊後清洗技術，也就是目前已廣泛應用的清焊一體(ti) 設備。然而，這一設備的應用也並非一帆風順，而在發現問題、解決(jue) 問題中不斷升級的過程。

清焊一體(ti) 設備首先遇到的問題是金屬飛濺對光學鏡頭的損害：焊接產(chan) 生的金屬飛濺可能會(hui) 接觸到激光清洗頭，而清洗頭由光學鏡片組成，高熱量的金屬飛濺會(hui) 對其造成損害。針對這一問題，翔明激光開發了鏡頭自主防護功能，避免金屬飛濺帶來的光學鏡頭損傷(shang) ，保證激光清洗設備的穩定工作。

高鐵製造中產生的焊後氧化物

隨著清焊一體(ti) 設備的應用越來越普及，設備經常處於(yu) 滿負荷運行狀態，引發了高鐵生產(chan) 企業(ye) 對其穩定性和安全性的擔憂：激光束掃射角度一旦出現偏差，就會(hui) 對周圍人員的安全造成極大威脅。因此，翔明激光又為(wei) 設備增加了安全防護功能，一旦激光束出現傾(qing) 斜，激光設備會(hui) 自動關(guan) 停，保證周邊操作人員的安全。

經過一係列技術改造和升級，清焊一體(ti) 設備在2018年進入正式應用階段。激光清洗技術成功應用於(yu) 高鐵行業(ye) ，困擾高鐵製造工程師多年的清洗問題終於(yu) 得到了初步解決(jue) 。並且，隨著5G、人工智能、智慧城市等新技術、新業(ye) 態、新平台蓬勃興(xing) 起，中國正在積極推進工業(ye) 製造的智能化、數字化升級，而清焊一體(ti) 設備所具有的自動化集成特點，大大促進了高鐵生產(chan) 中清洗工序的智能化，使得高鐵行業(ye) 全流程智能製造升級得到進一步實現。

激光清洗為高鐵製造清洗提質增效

由於(yu) 技術的領先性和完備性，翔明激光清焊一體(ti) 設備的出貨量已到達50~60台，進入批量生產(chan) 狀態，目前在國內(nei) 高鐵領域的激光清洗市場中已占據絕大部分份額。“去年到今年，我們(men) 的出貨量翻番，這證明激光清洗技術在高鐵領域獲得了認可。”翔明激光副總經理王軍(jun) 表示。

高鐵生產(chan) 製造企業(ye) 對源於(yu) 清焊一體(ti) 設備的認可源於(yu) 其應用價(jia) 值。與(yu) 人工清洗相比，清焊一體(ti) 設備除了大大節省人工焊前與(yu) 焊後的單獨清洗時間之外，還從(cong) 多個(ge) 角度為(wei) 高鐵製造清洗帶來了革新：首先，清焊一體(ti) 設備是進行在線清洗，節省了人工打磨所需的60平米打磨空間，並且大幅降低了人工成本，人工打磨每個(ge) 車體(ti) 起碼需要2個(ge) 打磨工；其次，清焊一體(ti) 設備自帶的收集裝置使得清洗現場“一洗如新”，告別了人工打磨粉塵遍布的曆史；另外，與(yu) 化學清洗加打磨相比，清焊一體(ti) 設備節省了耗材費用，王軍(jun) 解釋道：“經統計，化學清洗加打磨一節車體(ti) 需要88元耗材費用，而我們(men) 激光清洗主要是用電，折算下來一節車體(ti) 清洗費用僅(jin) 2.5元。按照一條生產(chan) 線一年生產(chan) 幾千節車體(ti) 來計算，僅(jin) 一條生產(chan) 線每年就可為(wei) 廠家節省幾十萬(wan) 費用。”

翔明激光研製清焊一體化設備應用於高鐵製造

激光清洗有望成為高鐵行業主流清洗方式

雖然已經取得了階段性成功，但激光清洗在高鐵領域的全麵普及還有一段路要走。王軍(jun) 表示：“我們(men) 現在的應用集中在高鐵生產(chan) 製造環節，在維修保養(yang) 環節還遠遠未達到批量應用，其中最大的問題就是目前效率不能滿足高鐵維保用戶的要求，因此提高清洗效率是我們(men) 現在努力的方向。”

如何解決(jue) 效率問題？王軍(jun) 認為(wei) ，除了提升設備性能之外，數字化升級也是提高激光清洗效率的重要方式。王軍(jun) 解釋道：“借助智能化和數字化能夠進一步減少人為(wei) 幹涉，提升自動化程度，進而提高效率。同時，智能化和數字化是當前工業(ye) 製造領域的整體(ti) 發展趨勢，將我們(men) 的激光清洗設備進行智能化、數字化升級後，也能夠更好的與(yu) 工業(ye) 設備適配，有利於(yu) 激光清洗技術的推廣。”

談到激光清洗在高鐵領域的應用前景，王軍(jun) 表示：“高鐵生產(chan) 製造廠家對我們(men) 激光清洗技術的應用，已經從(cong) 一條生產(chan) 線已經擴展到十幾條生產(chan) 線，這說明他們(men) 發現激光清洗能夠很好解決(jue) 他們(men) 的痛點問題。因此，我認為(wei) 激光清洗在高鐵領域是一種很有優(you) 勢的補充和替代清洗方式，未來有希望發展成一種主流方式。”

從(cong) 宏觀政策層麵來看，中國在“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出要深入實施製造強國戰略，推動集成電路、航空航天、船舶與(yu) 海洋工程裝備、機器人、先進軌道交通裝備等產(chan) 業(ye) 創新發展，激光清洗對我國高端製造裝備產(chan) 業(ye) 競爭(zheng) 力的提升具有重要意義(yi) 。從(cong) 行業(ye) 發展來看，今年4月由翔明激光創始人王春明牽頭編製的激光清洗行業(ye) 國家標準《綠色製造 激光表麵清洗技術規範》啟動編製，這表明激光清洗行業(ye) 正在朝著規範化、專(zhuan) 業(ye) 化、高質量方向發展，行業(ye) 前景進一步明朗。從(cong) 市場層麵來看，高鐵維保已經對翔明激光提出了新的產(chan) 品需求，翔明激光正在不斷提升設備性能以滿足用戶標準，目前已實現試點應用，包括輪對、集電環，受電弓、齒輪等部件的清洗，完成了激光清洗從(cong) 高鐵生產(chan) 製造環節到維修保養(yang) 的業(ye) 務全覆蓋。目前，在政策和市場需求的雙重引領之下，激光清洗正在成為(wei) 高鐵行業(ye) 的重要清洗方式，將為(wei) 高鐵行業(ye) 的提質增效做出貢獻。