激光再制造應用現狀與拓展難題

來源:激光制造商情 Johnny    關鍵詞:激光再制造, 激光切割裝備,    發布時間:2020-03-06

設置字體:

本文作者:《激光制造商情》Johnny


身體出問題了,需要醫生“修理”,機器出問題了,需要工程師修理。無論是生活中還是生產中,修理是一項非常重要的事情,特別是對于金屬方面產品,機床、機械、機車、汽車,以及一些昂貴的裝備,不可能壞了一點部件就把它廢棄,首要選擇就是把它修理好。

 

再制造應用廣泛

修理修復工業金屬產品被稱為“再制造”,它是一項變廢為寶的工藝。產品的損害常常是因為長時間的運作導致磨損、崩裂、腐蝕等導致,再制造可以給產品還原到原來的性能,可以為我國節省大量的資源,也給生產企業節省了成本,是一項利國利民的技術。

 

上述的機床、工程機械、礦山機械、機車和汽車等都是規模很大的行業,每年會出現巨大的返修、翻新、修復的需求,再制造的應用非常廣闊。一般而言,與新品相比,再制造零部件可節約成本50%,節能60%,節材70%,大氣污染物排放量降低80%以上。截至2018年底,我國的汽車保有量達到24千萬輛,后市場產值超萬億規模,我國具備再制造產業基礎的企業已超過2000家。另據估算,2018年再制造發動機10萬臺、自動變速箱20萬臺、轉向機2000萬只,整個汽車零部件再制造行業交易額或超過300億元。

 

再制造的其中一項重要技術就是表面處理工程,使用的方法包括離子技術、激光技術、電弧噴射技術等,其中以新興的激光技術最為活躍,激光表面處理或者說激光再制造,已成為金屬產品修復的一個重要方法。在過去很長一段時間,激光再制造在全球激光學術界都受到很大關注,歐洲、美國、日本、俄羅斯等國家都有深入研究,并廣泛用于航空航天、國防軍工,以及民用產品上。我國在科研上雖然晚了一些,但是技術水平逐漸追趕了發達國家水平,清華大學、浙江工業大學、江蘇大學、蘇州大學,以及中科院下屬機構,部隊下屬研究機構等科研單位做了大量工作,并為我國培養了大量激光再制造的年輕科研人才。


 

我國激光再制造現狀

在我國,激光再制造的產業應用已經有20多年的時間,技術越發成熟。如今掌握這方面技術的企業已經遍布山東、遼寧、江蘇、湖北、廣東、陜西、河北、河南等多個省市。由于激光再制造普遍用于石化、冶金、電力、鐵路、機械、汽車、航空、船舶等重工業,因此目前主要應用是以長江以北地區較多,市場份額也是北方占據較多。

 

較早的應用可能是從中科院金屬所、清華大學、江蘇大學等科研單位承接社會產業需求,定制化地給解決方案。后來,一批企業陸續進入激光再制造,提供激光熔覆、激光表面硬化、激光淬火、激光沖擊噴丸等工藝,為許多礦山機械、工程機械、石化等帶來了極大的便利。


 

目前從事激光再制造的代表企業

環渤海

沈陽大陸激光、沈陽金研激光再制造、河北瑞兆激光再制造、唐山科源激光再制造、山能機械再制造

武漢

武鋼華工、大族金石凱、團結點金

華東

南京中科煜宸、輝銳光電、江蘇點金激光科技、中科四象、江蘇中科大港激光、斯普瑞科技,浙江久恒光電

華南

廣州泰格激光、興錸激光

中西部

西安中科中美、必盛激光,河南省煤科院----焦煤愛鋼裝備,

 

 

據不完全統計,目前我國從事激光再制造的民用企業大約40-50家,規模大的已經數億元,而小的則在千萬元以下。全年我國激光再制造的產值超過25億元,服務修復各個產業核心產品價值數百億元,為我國減少了許多重要行業的損失。在軍工方面的裝甲軍備、艦船等也有很多應用,目前難以統計。

 

激光再制造給許多核心零部件產品實現診斷、治療、修復,讓產品煥然一新,重新投入工作,這項技術的貢獻巨大。跟激光切割一樣,激光再制造在我國已經發展了二十多年,然而今天激光切割裝備年產值有數百億元,從事的企業近千家。這就有一個疑問:為什么同樣是較早發展的激光再制造規模仍然這么小?這個問題也是困擾從事激光再制造企業家多年的難題。在一般應用技術基本成熟的情況下,如何才能推進激光再制造的市場規模擴大是當前最重要的問題。

 


 

激光再制造拓展的難題

 

激光再制造應用規模在拓展過程中,會遇到以下幾個難題:

 

1)技術門檻高。從事激光再制造,不像激光打標設備、切割設備那樣湊足部件組裝出來就能用,再制造的設備有一定的技術門檻,特別是熔覆工藝的噴粉、熔覆頭以及光輸出能量的調試都是有難度的。目前從事激光再制造的企業里,大部分都是已經做了很多年,有一定的技術積累。有些企業也許也想介入參與,但是由于技術不過關是無法進入的。

 

2)個性化加工為主,難以批量化。激光再制造或者說激光修復目前承接都是修理金屬部件的作用,而這些金屬部件磨損部位不同,常常都是要求單個加工,而且形狀各異,對三維修復、夾具固定的設計要求也高。這一點上,二維激光鋼板切割基本上一套設計通用。所以激光切割很容易實現批量化工作,而激光再制造很難批量化。

 

3)激光器與核心設備價格高。目前激光再制造一般采用較高的功率:4KW, 6KW甚至10KW。早期較多使用CO2激光器,近些年高功率輸出半導體激光器也逐漸增加了。軸流CO2激光器比較成熟,但是高功率的產品總價也不會太低,而高功率半導體激光器許多依賴外國進口,主要是Laserline, Dilas, Trumpf, Lasertel等幾個公司,價格稍稍昂貴,國產的半導體激光器也有幾家公司,價格稍低,然而目前出貨量并不是很大,難以與光纖激光器相比。再加上其他組成部件,全套的激光再制造設備價格不菲。一般的中小企業,熔覆修復的需求不持續的話,很難會去投資這么大購買全套的激光再制造設備,這也是導致激光再制造產值不大的原因。所以,未來激光熔覆修復的發展方向,很可能會走地區加工站服務模式,就像家里電器壞了,就在附近找個店維修。

 

4)激光再制造推廣不足,知名度低。其實在再制造的技術里,激光的使用只是其中一個類型,還有鍍層、熱噴涂、等離子注入、化學熱處理等技術。激光再制造在長期一段時間里停留在科研層面較多,實用少,推廣不足,人們對這項技術的認識不夠,這也是導致激光再制造市場使用不夠的一個重要原因。

 

免费观看三级完整版视频