●激光制造技術的復雜結構制造能力、品質(zhì)與靈活性遠高于傳統(tǒng)制造技術，目前我國部分激光制造技術已國際領先。

●當前我國激光產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模，2018年我國激光器及激光設備產(chǎn)值達到600億元以上，中國已經(jīng)成為中低端激光制造做得最好、最大的市場。

●在國家重點研發(fā)計劃的支持下，我國激光制造產(chǎn)業(yè)形成了“全鏈條設計、一體化實施”的思路，越來越多的企業(yè)已經(jīng)投入到超快激光器的研發(fā)中來。

激光歷經(jīng)60年發(fā)展，從日常的衣食住行到工業(yè)領域加工制造的各個環(huán)節(jié)，它的身影已無處不在。

當前，全球制造業(yè)正在掀起新一輪產(chǎn)業(yè)革命。激光制造技術的復雜結構制造能力、品質(zhì)與靈活性遠高于傳統(tǒng)制造技術，在航空航天、軌道交通、電子制造、新能源、新材料等領域有著重要發(fā)展前景，被專家認為是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新一代戰(zhàn)略性支撐技術，其也一直被世界主要發(fā)達國家所重視。

在前期市場拉動和政策支持下，中國已成為全球最大的激光制造市場。面對機遇，中國在激光制造領域正在進行怎樣的探索？激光制造產(chǎn)業(yè)還應突破哪些關卡？未來激光制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向是什么？就此，記者與華中科技大學激光加工國家工程中心主任朱曉進行了獨家對話。

集中攻關，部分激光技術已國際領先

記者：激光制造領域已成為全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中關注度最高的領域之一，您認為世界主要發(fā)達國家關注和支持激光制造領域的原因是什么？

朱曉：激光制造技術是國際戰(zhàn)略核心技術之一，世界主要發(fā)達國家也均將激光制造列入相應的國家發(fā)展計劃，持續(xù)加大國家投入。

美國在激光制造基礎理論、產(chǎn)品研發(fā)方面走在了世界發(fā)展的前列，持續(xù)的政府政策支持帶動了美國航天航空、高端芯片等領域的激光加工應用發(fā)展。比較典型的是美國通用電氣公司，它應用在飛機發(fā)動機制造上的激光鉆孔技術目前是全球最高水平。

歐洲的激光制造則以德國為代表，德國擁有強大的基礎工業(yè)發(fā)展體系。經(jīng)過多年的發(fā)展，德國將在其國民經(jīng)濟占有最重要地位的汽車制造做為應用支撐點，使激光制造技術完成了從輔助技術到主流技術的轉(zhuǎn)變，而這些又反過來促進了德國制造業(yè)整體水平的提升。

記者：對于中國激光制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑，您是怎樣理解的？目前我國有哪些突出的激光制造技術成果？

朱曉：中國激光制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑是從中低端往高端走，走的是“群眾路線”。中國非常注重激光制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，近十年也在國家層面發(fā)布了多項激光制造的規(guī)劃，加之中國市場的廣闊和應用需求的強勁，當前我國激光產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模，2018年我國激光器及激光設備產(chǎn)值達到600億元以上，中國已經(jīng)成為中低端激光制造做得最好、最大的市場。

中國的激光制造產(chǎn)業(yè)同時也在高端制造領域加緊追趕步伐。在國家科技計劃，特別是“增材制造與激光制造”國家重點研發(fā)計劃的支持下，從基礎研究、器件研制、裝備開發(fā)到實際的應用示范，形成了“全鏈條設計、一體化實施”的思路，集中優(yōu)勢力量攻關，目前已產(chǎn)出一些突出成果，如提出了電子動態(tài)調(diào)控超快激光制造的新原理、新方法，研制出了高性能新一代激光晶體等，形成了一定特色，部分技術國際領先。

國產(chǎn)替代，幫助企業(yè)快速增長

記者：過去十年，被業(yè)界普遍認為是中國激光制造產(chǎn)業(yè)的黃金十年，我國激光制造的市場規(guī)模增長率也遠超國際平均增長速度，這種增長態(tài)勢還會持續(xù)嗎？

朱曉：隨著中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，激光技術的成本不斷下降，應用需求空間不斷擴大，預計未來激光制造的市場規(guī)模將越來越大。

首先，激光制造在中低端可以做到替代部分傳統(tǒng)制造，加工的效率、制造的質(zhì)量也要好得多，優(yōu)勢明顯。由于激光制造應用范圍越來越廣，其自身市場的體量也比較大，所以激光制造成本變得越來越低，進入了一個良性循環(huán)。

其次，此前我國激光設備大多依賴進口，但近5年來，我國企業(yè)在技術上實現(xiàn)了諸多突破，涌現(xiàn)出了大族激光、華工科技、銳科激光等企業(yè)，讓中國本土擁有了更好的配套和更低的成本，國產(chǎn)替代已是大勢所趨，我國激光企業(yè)將通過國產(chǎn)替代實現(xiàn)快速成長。

同時，智能制造引發(fā)了全球熱潮，激光制造技術將成為智能制造領域重要的加工手段。比如，手機中90%的零部件需要通過激光加工，并且在這90%零部件的制造過程中，超過20種不同工藝的制造環(huán)節(jié)會用到激光技術及相關的制造設備。這些新的市場需求，給激光制造產(chǎn)業(yè)帶來持續(xù)發(fā)展動力。

記者：面對中國激光制造產(chǎn)業(yè)的黃金時期，產(chǎn)業(yè)各界應該在哪些方向努力和改變？

朱曉：中國現(xiàn)已進入到激光制造技術全面應用的時代。在轉(zhuǎn)型發(fā)展的關鍵時期，規(guī)范行業(yè)發(fā)展迫在眉睫，同時也要加快激光核心器件的突破。

目前，激光制造已處于技術敏感期，在升級激光傳統(tǒng)的加工手段、開發(fā)新型加工手段的同時，我們還需要努力形成更規(guī)范的市場運作。政府部門和行業(yè)各界需要共同努力，在管理上下功夫，引導行業(yè)健康發(fā)展，建立相關的規(guī)章制度、服務體系，避免出現(xiàn)惡性競爭等，同時行業(yè)內(nèi)的參與者也應更自律。

中國激光制造技術近年來進步顯著，但要跟上世界主要發(fā)達國家的技術水平，我們還是要在關鍵核心器件上實現(xiàn)突破，目前國內(nèi)也在這方面補短板。比如對于超快激光器在精密微細制造中的應用，國家重點研發(fā)計劃已有布局，武漢華日激光公司牽頭的超快激光器的工程化量產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化示范，現(xiàn)在已做到百瓦級。國家重點研發(fā)計劃的引導只是開始，現(xiàn)在國內(nèi)越來越多的企業(yè)已經(jīng)投入到超快激光器的研發(fā)中來。激光是一種通用工具，激光制造和其他制造相結合是未來發(fā)展的趨勢，未來更多新的應用會被開拓出來，我們要充分發(fā)揮激光的特點，做好、用好這個工具。

打破壟斷，為產(chǎn)業(yè)化奠定基礎

記者：您主持的脈沖碟片激光器項目2019年3月成功實現(xiàn)國產(chǎn)，業(yè)內(nèi)專家高度評價說其填補了全球相關技術和設備的空白，您能介紹一下它的優(yōu)勢和創(chuàng)新價值體現(xiàn)在哪些方面嗎？

朱曉：激光的產(chǎn)生需要一定的“工作物質(zhì)”，現(xiàn)在工業(yè)激光器主要有4種：半導體激光器、光纖激光器、板條激光器、碟片激光器。這4種激光器中，碟片激光器是獲得大脈沖能量、高平均功率、窄脈沖寬度的最佳技術方案。

之前國內(nèi)碟片激光器受限于知識產(chǎn)權和核心器件，一直被德國壟斷。我們走的是另外一條技術路線，擁有自己的知識產(chǎn)權，多項技術指標和技術成熟度等同德國水平。目前核心單元器件已成熟，器件完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，為今后產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎，在硬脆材料制造、金屬材料打孔、精密焊接等應用領域前景廣闊。

未來我們打算繼續(xù)研發(fā)更高功率的激光器，做到千瓦級、萬瓦級。在基礎研究方面，要解決薄片發(fā)熱問題，獲得更好光束質(zhì)量；要采用不同的激光晶體，做成系列碟片激光器；最后希望能與下游設備集成商緊密合作，實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化，最終實現(xiàn)脈沖碟片激光器的量產(chǎn)。

記者：您剛提到目前正在尋求脈沖碟片激光器的后續(xù)成果轉(zhuǎn)化，這個過程中您感觸最深的是什么？

朱曉：實驗室成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，核心是要進行工程化開發(fā)，解決產(chǎn)品的成品率和生產(chǎn)效率的問題。保證成品率的批量生產(chǎn)至關重要，制作工藝、制造標準、檢測方法都要在質(zhì)量控制上做到位才行。我們需要考量怎么把每一步做規(guī)范，控制精準，還要提升制造效率，降低成本。

（原載于《前沿科學》2019年第4期，內(nèi)容有刪減）