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顿磊:我国激光清洗行业远未成熟

20世纪60年代,激光正式问世,英文名称“Light Amplification by stimu lated Eminssion of Radiation”,意思是受激辐射的光,1964年我国科学家钱学森教授建议范围为中文“激光”。1961年8月,我国科学院长春光学精密机械研究所成功研制出中国第一台红宝石激光器,我国激光技术开始发展,因时代特殊原因,此后20年间发展缓慢。直到1987年6月,中国科学院上海光学精密机械研究研制成功了1012瓦的大功率脉冲激光系统-神光装置,我们的激光技术上升到另一个高度。

1965年,美国人肖洛博士在一次实验室,无意中用激光对一张纸照射,这张纸上正好有刚刚钢笔书写过的墨迹,发现激光可以快速气化墨迹,对纸没有损伤,感觉很有意思,又用毛笔书写了多张纸,反复测试,效果是一样的,激光只对墨汁起作用,对纸无伤害。第一次提出“激光擦”的概念。1969年,美国人贝达尔用脉冲激光器清除镍表面的氧化物测试,研究表明,在合适的激光参数下,能够清洗氧化物、硫化物,而对金属表面没有损伤,清洗效果极佳。贝达尔教授经过反复测试发现,要想达到好的清洗效果,激光波长的选择和激光能量密度控制是关键。只有特定的激光波长和合适的激光能量密度才能达到去除氧化物而不损伤基底。贝达尔首次提出了“激光清洗”的概念。

进入21世纪以后,我国也开始了大量激光清洗技术的研究,但是大范围的应用推广只是近五年左右才开始。目前,激光清洗技术已经逐步在大量行业中被用户熟知和接受正在蓬勃发展。这是因为激光清洗需要用到高功率激光器,长期以来高功率激光器被发达国家技术封锁,我国只能高价采购,随着我国对高功率激光器技术突破,国内多家激光器工厂批量化生产后,高功率激光器价格大幅下降,激光清洗再次受到重视,越来越多的人研发激光清洗设备,越来越多的企业开始尝试应用激光清洗技术,激光清洗行业获得蓬勃发展。

虽然激光清洗技术发展了半个世纪,在我国激光清洗领域相对落后,一直跟随国外步伐,参与研发使用激光清洗设备的人员及其稀少,能够熟练应用激光设备的人员严重不足,随着近年来激光清洗设备价格大幅走低后,激光清洗经济性凸显,随着环保政策越来越严格,激光清洗受到国家层面的重视,被列入“中国制造2025产业目录”。

在激光清洗机中,核心部件是激光器,激光器的性能决定了激光清洗机的性能,我国目前没有一款专为激光清洗行业研发制造的激光器,激光清洗机所用的激光器99%来自激光焊接、激光切割等行业,这也是目前国内市场上激光清洗机大部分波长为1064nm的原因,这个波长的激光对金属来说吸收率较高,主要用于激光切割金属,激光焊接金属领域,它对于油漆等非金属污染物吸收率极低,导致激光清洗非金属污染物效率低,不能满足生产需求,导致激光清洗市场发展受限。理论上,根据不同污染物,应该选择不同波长的激光,选择污染物吸收率最高的激光,才能发挥出激光的最大潜力。但事实上制造不同波长的激光器谈何容易,国内激光器巨头锐科、创鑫生产的95%都是波长为1064nm的光纤激光器,更多波长激光生产出来还需要很长时间。更加糟糕的是,这些国内巨头激光器工厂对清洗领域并不重视,至今为止,并没有根据激光清洗行业的要求制造出一款专业为激光清洗设备运用的激光器。国内激光行业的发展还有很长的路要走。

在激光清洗行业,上游是激光器、冷水机、控制系统等配件企业,其中激光器是核心,中游是激光清洗机加工企业,下游是制造业工厂、包工头等。上游激光器并不给力,中游组装厂居多,专业研发激光清洗设备的极少,愿意深耕激光清洗领域的品牌更少了,导致中游激光清洗专业人才稀少,大部分都是懂一点点的销售员,下游的终端用户更加不懂激光清洗设备的应用,目前市场一片混乱,大量组装企业进入市场浑水摸鱼,拼命鼓吹激光清洗机的功能,终端顾客拿到机器后发现上当了,二次购买者极少,导致激光清洗机并不好卖,商家们为了销量使劲拼价格,部分商家降低激光清洗机设备的配置,性能下降,最终的结果就是中游的企业没有赚到钱,终端顾客抱怨销售商吹牛,上游的激光器没有很大的动力开发新激光器,总体来说,快乱吃一锅粥了。

虽然整体情况不乐观,但在部分领域激光清洗展现出它不可替代的优势,如:在模具清洗领域、飞机去除镀层、新能源电池领域去除养护膜等方面清洗成本远低于传统清洗方法,得到了广泛应用,在金属除锈方面性价比也极高。但在激光除漆、激光除油等领域效率较低,终端顾客普通反应不佳。在文物清洗领域,我国的激光清洗设备非常落后,几乎全部来自国外进口设备。激光清洗具有一定的技术门槛,从实验室到终端还有一段空白领域,根据不同的清洗任务配置不同的激光设备才会展现出激光清洗的巨大潜力,当有了更多激光清洗专业人员后,  这段空白被填补后,激光清洗会释放它的潜力,得到长足的发展。

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