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| 抓住機遇 推動中國激光加工跨越式發展 | |
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| 寄語業內人士：抱團取暖、產業聯盟、瞄準重大需求、立足自主創新，實現跨越發展 始于美國的金融危機已經轉變為全球性經濟危機，同時也給制造業帶來巨大影響。美國制造業指數在去年十月份大幅收縮，降至26年來最低點。日本反映經濟景氣的11個指標中，出口、生產、就業等八項指標均顯著下滑。在中國，以出口拉動為主的一些地區，受到海外市場需求減弱而呈現下滑趨勢，引來部分企業停產，玩具、服裝以及IT業的利潤也開始大幅下滑。這反映出中國經濟，特別是“中國制造”的實體經濟已經呈現出負面影響。不過這次金融危機對中國制造業的影響，從長遠來看，從戰略上，從積極方面想，是促使我國制造業健康發展的動力，也是對傳統制造業鏈條的一次重新洗牌，是使我國制造企業跳出受制于人的產業鏈低端環節、向高端邁進的一次機遇。 金融危機雖引起我國出口萎縮，連帶影響到激光加工產業停滯。但同時，國際上相關產業的虧損、裁員也會減小對整個市場的控制能力，雖有少數亮點(如通快、IPG公司等)，但整體上是減弱的。這就給我國激光企業以特色產品進軍國際市場的機會大增。加上我國政府提出十大產業調整振興計劃，以及推動內需為主的政策，特別是振興裝備制造業，給激光企業帶來很好的發展機遇。 振興制造業是國策 制造業是國民經濟的支柱產業，是經濟增長的主要動力。2007年我國制造業產值將近115億，約占GDP的33％，2008年為12萬9千億，上繳利銳2萬6千億元。建國以來，制造業始終是拉動我國經濟高速增長的動力。 制造技術是我國成為制造強國、實現高技術產業化的重要支撐。特別是裝備制造業承擔著為國民經濟各行業提供裝備的責任，帶動性強，涉及面廣，是傳統產業實現升級的重要手段，也是為高技術提供產業化裝備的條件。 現代戰爭已進入“高技術戰爭”，沒有精良的裝備制造業就沒有先進、優良的軍事裝備。一個國家沒有強大的軍事裝備，就談不上國家的安全。作為制造業的工作母機，特別是高、精、尖的加工手段和技術，西方國家一直對我國實行禁運，這就說明了精密、尖端的制造裝備何等重要。 制造業對國家實現可持續發展、建設一個節約資源和環境友好的社會起到了重要作用。 制造業是吸納勞動就業和擴大出口的關鍵產業。制造業可容納多層次的大批量人材，如我國2001年制造業從業人員約8000萬至9000萬，約占全國工業從業人員總數的90％，特別是在金融危機沖擊下，為多數勞動者就業提供了機會，顯著說明了其重要性。 推動制造業振興的主力軍 制造業不等同于機械制造，更不能把振興制造業理解為振興機械制造，即“車銑刨磨、鑄鍛熱焊”的振興。隨著時代的前進、技術的進步，制造對象的變化已把其內涵擴大到與多種新興學科綜合交叉，與光、電、聲、控制、計算機等學科相結合，形成多學科集成的綜合裝備，如激光加工、超聲加工、輻射加工、電子束加工等等。 激光作為極具特色的光源，也稱作“光刀”，它可以解決不同材料的加工、成型、制備等各種制造問題。作為神奇的“光刀”，它有許多特點：其空間特性的能量分布，根據需要可“尖”可“鈍”，具時間特性，可連續或調制輸出，根據被加工材料的吸收系數，其波長覆蓋紅外到紫外。各種光的參數搭配，被加工材料范圍可從金屬、復合材料、半導體材料、陶瓷、玻璃、皮革、布料到人造纖維等，以及其他新材料。 我國激光加工產業已經經歷了從興起到發展的轉變。從1990年到1993年，以橫流KW級CO2激光器處理汽車發動機的主要應用開始；1994年至1997年，以激光打標和CO2激光雕刻簽章等應用而推進；1997年至1999年，以手機電池激光焊接和小五金、電子元器件、汽車零部件的激光標記為主的三個階段；到了2000年以后，應用面逐步擴大，CO2激光切割機、金剛石鋸片激光焊接機、激光熔覆設備、激光毛化設備、劃片機、調阻機、激光裁床等在多種工業中得到應用。 值得注意的是，在許多重要工業領域已經開始采用激光技術，如三峽水輪機定子轉子激光切割，大型動力轉子類零部件激光熔覆，特殊殼體類零件激光三維焊接，石油工業采油管激光割縫，汽車工業零部件激光焊接等都采用國產激光加工裝備。有了這樣的生產能力和技術基礎，在國家振興制造業的號召下，我國激光加工企業理應承擔責任，為經濟發展提供自主創新的多種成套激光加工裝備，往更高水平的提升和應用跨進一步。 市場需求為激光加工提供商機 2009年1月以來，國務院相繼通過汽車、裝備制造等十大產業振興計劃，與之呼應又布置了多項科技重大專項，這對于提升我國裝備制造業的自主創新能力和核心競爭力，帶動產業發展，擴大內需，具有重要意義。 我覺得在上述機遇面前，我們激光加工產業的跨越發展，主要從兩個方面著手：一是將自主創新的激光加工裝備用于改造和提升工業產品。在汽車工業、船舶、發電設備、交通運輸(包括鐵路)、模具、新型顯示工業和電子元器件、集成電路升級等方面，推動激光加工產業提升產品水平，從現有基礎出發，走上自主創新的發展階段。二是保障國家重大科技專項、重大工程、國防建設的重大需求，提高激光加工集成創新和成套水平。 裝備制造的重點是針對航空航天、汽車制造、船舶、發電設備、交通鐵路運輸等工業所需制造裝備。據報導，2020年將實現70％~80％的制造裝備主要由國內供給。如“十五”期間，僅西部鐵路開發就已投入1000億元，未來幾年將投入7000~8000億元建設鐵道運輸，未來5年將投資5300億到水利工程；300家機械廠將進行技術改造，求購新型制造裝備的數量可觀，國內現有模具工廠約1.7萬家，年產值約530億元，急需高精度、高效率、高速設備提升現有生產技術水平。 “十一五”期間將發射繞月飛船和多種衛星，航天工業發展所需正是激光加工特殊裝備效力的大好時機。“十一五”期間，我國造船業會有很大發展，造船噸位將由1000萬噸提升至世界排名最前列。汽車制造業在“十一五”期間年產將達1000萬輛，汽車零配件產量也將大幅增加。電子信息設備制造業所需小型、微型、特種加工設備，目前99％以上依賴進口，值得激光加工廠商給予足夠重視和聯合攻關，予以突破。 突破關鍵技術 工業振興所需激光加工裝備甚多，個人認識有限，僅舉幾例如下： ●汽車白車身制造中的激光切割，焊接裝備 汽車生產中白車身占正車成本的30％～40％，特別需要縮短開發制造周期、減輕重量、降低油耗、提高安全性的制造技術及裝備提供支撐。在這方面，激光加工技術具有不可替代性，可采用高速激光切割，激光剪裁拼焊，在線車身三自由度激光縫焊等技術。 白車身薄板成型體約有幾百件，每件需3～5套模具，其成本在20萬～1000萬元之間，模具制造時間需半年。采用激光切割替代沖裁模和修邊模是最佳選擇，用于多種車型或更改車身設計，只須編程便可解決，工裝簡單，價格低廉，縮短生產周期5～10倍。 激光剪裁拼焊是將不同厚度、強度和不同材質的薄板，用激光“剪裁”成合適尺寸、形狀的坯板，然后用激光拼焊成車身所需的板，再沖壓成型，可達到減輕白車身重量。業內人士說，加再大馬力，不如減100kg自重，而且可節約材料消耗，節省工序和裝配工作量，免去在線點焊，從而降低點焊造成環境污染，減小車間噪聲，降低費用，可提高車身結構剛度和安全性。 ●重大機器零部件再制造的激光熱加工 從裝備的論證、設計、制造、使用、維修一直到回收的整個費用稱作零件的全壽命周期費用。傳統上只重視裝備的“前半生”，一般這個周期只占20％～40％的費用。裝備的再制造是以其“后半生”為服務對象。機器零部件的再制造可使其獲得原有品質及高附加值的成品，可節約材料、節約資源、節省時間，保護環境及節約加工費用，實現持續發展。 全球再制造業每年節材1400萬噸，節電約8個中等發電站的發電量，減少CO2排放2800萬噸。美國再制造業產值750億美元，其中工程機械及汽車約占500億美元。我國發改委已建立“汽車零部件再制造工程試點”，上海大眾已完成13000臺發動機再制造，節約鋼材765噸、鋁材208噸，節電146萬度。 激光加工技術在再制造業的應用中具有不可替代性。它是由激光相變硬化到表面合金化、熔覆，由激光合金涂層發展到復合涂層及陶瓷涂層。國內已有單位將它應用到電力、石化、冶金、鋼鐵、機械等工業，修復了石化工業中的多種渦輪動力轉子、壓縮機主軸、汽輪機葉片、鋼廠飛剪、軋輥等重型零部件，取得良好效果。預計其它激光加工技術也會逐步得到采用。 ●液晶屏制造中的激光退火 國務院通過的“電子信息產業調整振興規劃”中，支持包括“新型顯示和彩電工業轉型”在內的六大工程，其中明確支持6代以上液晶屏項目。據報導，國內市場對大尺寸液晶顯示板需求猛增，少數跨國企業技術壟斷，使我們受制于人，只能高價進口，2007年1-7月進口11億塊，金額達281億美元，國外已邁入7代、8代線生產，而我國僅徘徊于4代、5代線。 目前制作液晶屏的工藝是要對石英玻璃基板上濺射非晶硅，然后把它加熱到600℃以上，一直到非晶硅熔化，降溫使其再結晶變為多晶硅，這樣比非晶硅屏板象素單元密度高，孔徑比較大，還可在屏周邊集成驅動電路。但這樣的工藝對于6代甚至7代、8代顯示屏就要求很大尺寸的石英玻璃(或耐熱玻璃)作基板，其價位高，大尺寸優質玻璃材料難以得到。還要求在生產線上安裝比顯示屏尺寸大2～3倍的退火爐，從而增加制造上的許多困難。若采用紫外波段的激光器對基板進行退火，其溫度可大大降低，無需大尺寸退火爐，并且可用普通低價玻璃替代昂貴的大尺寸石英玻璃，顯示屏尺寸或形狀改變能迅速適應，從而降低制造成本，還可免去費時的加熱冷卻過程，提高成品率。 另外大顯示屏的ITO導電薄膜圖形采用激光生成技術，可達到無掩膜制作，省去圖形掩膜的制作，激光刻線可達5m，故而能提高圖形清晰度。 ●電路板(PCB)的激光微細加工 眾所周知，電路板的主要功能是實現電氣互連。它是按不同產品而專門制作的特殊部件。眾多的產品都需要采用電路板，電路板的種類多種多樣，有單面板、雙面板、多層板；有撓性板、剛性板、剛柔結合板；還有射頻板、微波機、特殊功能板。 據報導：2007年我國PCB產值為900億。展望2009年由于筆記本電腦估產1.5億臺，3G手機市場估產1.8億部，家電下鄉補貼政策落實，庫存需要，機頂盒項目啟動，我國電路板(PCB)訂單將明顯回暖，這就給制造PCB板的激光精密切割技術帶來巨大商機。 SMT技術是采用激光切割不銹鋼模板，將電路切出，再漏印焊膏形成電路，經表面貼裝芯片、元器件、回流焊后成為成品。還有采用紫外波段激光的精切撓性電路板。3D指狀電路也會隨著移動設備微小型化、無線化等發展趨勢明顯，必將帶來激光直接將電路刻寫在模塑工件上形成，這方面技術在日新月異的發展，希望給予重視。 |
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