如何离创新更近一步——记2017 激光技术创新应用高峰论坛

10月11-12日，由荣格展览有限公司主办的“2017激光技术创新应用高峰论坛”在蓉城成都开启。会议主要围绕成都、重庆等西部地区的汽车及3C电子消费制造商的具体需求，邀请相关的业界翘楚和专家倾情带来激光加工领域的最新市场趋势、技术创新、应用实例以及解决方案等方面的精彩分享。为期一天半的活动吸引了来自汽车、模具、钣金等制造行业150多位业内专业人士的热情参与，共同探寻这束“光”之魅影。会议期间，除了主会场的精彩演讲外，还在茶歇期间举行了多场创新技术分享会，而搭建在会场外各个展台的“供需匹配交流”更是掀起了活动现场的高潮。

荣格工业传媒有限公司华东区总经理商蕾女士为本次会议致开幕词。她表示：“2017年预计中国激光行业市场规模将达到328亿元，2017-2021年间的年均复合增长率约为18.08%，2021年市场规模将达到637亿元。随着‘中国制造2025’的持续深入，激光加工技术正以其多重优势不断突破传统制造业的瓶颈，为现代制造业注入前所未有的生命力。”

基于本次论坛的举办地选择了西部城市，来自成都市钣金行业协会秘书长胡庆苏先生以《西部制造业面临的机遇与挑战》为题，拉开了本次论坛的序幕。他主要谈到了西部地区的城市新建与改造为包括激光制造业在内的众多产业带来的新机遇。据他介绍，目前成都五位一体产业发展战略包括重点支持五大支柱产业（电子信息、汽车制造、食品饮料、装备制造、生物医药）提升能级：大力支持五大优势产业（航空航天、轨道交通、节能环保、新材料和新能源）领先发展；以及超前布局五大未来产业（人工智能、精准医疗、虚拟现实、传感控制以及增材制造），以抢占行业发展制高点。不难看出，激光工艺和技术在上述提及的众多产业版块也拥有大量的应用潜力。

激光与汽车——亲密故事知多少？

从应用层面来看，激光技术大有用武之地。以汽车行业为例，2016年，仅中国就生产了2,810万辆汽车，同比增长13.7%。今年上半年中国汽车的产量也达到了1,352万辆。汽车行业正发生着巨大的改变。电动汽车的应用日趋增多，对整车革新的需求越来越高。要实现新能源汽车轻量化、高可靠性等目标，关键是要全面提升激光加工技术。没有激光技术，汽车市场的创新几乎无法实现。

因而，本次论坛上，相关企业和专家也从不同的层面剖析了激光技术和工艺在实现汽车创新制造中的纷繁应用。

大族激光高功率焊接销售总部- 中西南大区经理陈威先生分享了先进激光加工技术在汽车车身轻量化方面的应用。据他介绍，应用于车身的激光加工主要包括四类工艺，即：激光拼焊、激光三维切割、激光覆盖件组焊和焊接总成。对焊缝的加工要求是形式多样、高效率和高稳定性。

“例如，激光拼焊技术的优点是减轻车身重量，且保证车身强度。拼焊后直接冲压，节省材料。三维激光切割技术则高度融合光纤激光与工业机器人，实现柔性化加工。三维切割，一次成形，带来的优势是加工精度高、热变形小、节能环保。而用于加工车架的激光电弧复合焊工艺结合了激光和电弧的优势，使其既具备一般电弧焊的高适应性特点，又展现激光焊接的大熔深、高速、低变形的特点。此外，其焊接速度是传统弧焊速度的2-4倍。”陈威一一悉数。

华工科技大学激光加工国家工程研究中心教授唐霞辉以《深化激光应用，提升汽车制造》为题作了分享。他表示，激光切割和焊接工艺在汽车制造中的应用将不断提升。就焊接这块来看，未来发展趋势主要包括厚板、复合焊接、焊接机器人、有色材料焊接以及异种材料焊接。

“激光拼焊是将不同厚度和具有不同表面涂镀层的金属板焊在一起，再进行冲压，使制成的面板结构能够达到最合理的金属组合。激光拼焊速度快、很少变形，也省去了二次加工。最重要的是，激光拼焊通过减少搭接宽度和一些加强部件，还可以使车身的重量减少56kg。”他还通过一系列案例做了阐述。

康模数尔（COMSOL）软件技术（上海）有限公司应用工程师王睿先生带来的是多物理场仿真在激光加工技术中的应用分享。据他介绍，就轻便、坚固、零缺陷的激光焊接来说，利用激光拼焊板可以有效控制或减少车辆各部件（如车架和车身）的材料用量。多物理场仿真了解工作条件如何影响焊接质量，且能预测流体动力学、热力学行为和焊接点的最终形态。

东风汽车公司技术中心的杨兴先生以《激光技术在汽车产品研发阶段的应用》为题发表了主题演讲。近年来在市场竞争日趋激烈的环境下，东风汽车的规模效益却连续5年保持增长。2016年，公司销售汽车427.7万辆，同比增长10.4%，销量规模位居行业第二位；全年实现营业收入5726.13亿元，同比增长9.9%。细数这些成果，与采用了激光制造技术不无关系。他随后对东风旗下一些子公司在激光切割、激光复合焊、热成型激光切割、激光拼焊板研究、激光淬火技术等方面的应用及研发情况做了介绍。

“未来，东风汽车在激光应用领域的研究方向主要是机器人感应激光淬火方案一体化技术，以此改变传统大型模具人工淬火工艺不稳定、速度慢等问题。其他还包括推进激光拼焊板技术和热成型零件激光切割技术的深入应用。”杨兴总结表示。

中国科学院上海光机所教授杨上陆主要分享了激光焊接汽车用轻量化材料领域的最新进展。他表示，汽车技术如今正向着低碳化、信息化和智能化方向发展。新能源汽车、车联网、自动驾驶、智能网联汽车等都是这一波趋势浪潮中的关键字。“当然在此过程中也面临了一些新的挑战，例如车身轻量化、电池续航和回收以及法律法规等……”

鉴于此，他指出轻量化是节能与新能源汽车的必由之路。轻量化的手段主要涵盖轻量化材料使用、结构设计轻量化以及制造轻量化。轻量化材料包括钢、铝、镁和复合材料等。另外，当前汽车使用的主流连接方法包括电阻点焊、自冲铆接、胶接、弧焊，以及激光焊和激光纤焊。“通过激光焊和电阻点焊的对比不难看出，激光焊以其高速焊接、热输入小、所需法兰边小、能耗低以及非接触过程等众多优势脱颖而出。”他随后还列举了一些汽车行业创新的激光焊接案例。其中包括通用公司应用的一系列解决方案：电弧辅助激光焊接、优化气体辅助激光焊接、负压辅助激光焊接，以及零间隙远程焊接镀锌板……这些新方法的优势是显著的：提高生产效率3到5倍、减少占地面积达50%，并且降低了汽车制造成本。

“节能与新能源汽车发展之路充满挑战，但也蕴藏无限的机遇。激光焊接是一个多学科交叉的研究领域。基于产业链生态系统的协同，开放的合作创新，激光焊接将越来越多地被应用在汽车制造中。”杨上陆总结道。

专家视角——把脉前沿激光领域的发展动向

来自西南技术物理研究所研究员、工学博士王针对半导体激光器——这一未来工业加工和其它领域的主流光源的发展现状和前景做了阐述。他指出，近年来，与传统激光器在结构和原理上基本处于停滞状态相比，半导体激光器在许多方面都取得了实质性的理论和技术突破。然而，民族激光产业仍然面临严峻挑战：与西方先进国家相比，劣势主要体现在自主创新研发能力较缺乏、高水平技术和工艺的积淀不足、关键核心技术受制于人，从而导致激光产业的“空洞化”现象较为严重。

“近年，我国的半导体激光产业发展迅猛，少部分国产半导体激光设备和光源技术甚至已达到了国际先进水平。目前在芯片制备、封装等方面已掌握具有自主知识产权的单元技术，基本形成了从上游材料/ 芯片制备、中游期间封装到下游系统集成的较完整的研发和产业体系。然而，我国在半导体激光器的核心部件——半导体激光芯片的研制和生产方面，长期以来都受到外延生产技术、腔面钝化技术及器件制作整体工艺水平的约束，国产半导体激光器件的功率和寿命与国外相比差距依然较大，业内人士依旧任重道远。”王坦言道。

南京先进激光技术研究院（中科院上海光机所）的副院长赵全忠先生分享了超快激光技术——这一当前愈发获得关注的“激光加工宠儿”在消费电子制造业的应用和新进展。“以飞秒和皮秒激光为主的超快激光微加工基于其强度高，加工精度高、加工材料的广谱性等优势，尤其适用于对包括金刚石、蓝宝石、玻璃、半导体、金属、陶瓷和高分子等在内的各种难加工的材料进行加工，并且也适用于三维复杂结构制备”。

据他介绍，目前，超快激光微加工除在消费电子领域大有用武之地外，在生物医疗、航空航天、信息技术、新能源、新材料等产业也得广泛应用。加工工艺包括钻孔、刻线、划槽、表面纹理化、表面改性、内部改性、焊接、修整、清洗等。“到2019年超快激光器市场总额将超过14 亿美元，超快激光市场增长速度将是整个激光市场增长速度的两倍。”

全球激光产业前景可期 中国市场一枝独秀

本次论坛也很荣幸地邀请到全球领先的激光行业出版物美国Industrial Laser Solutions 的联合创始人和主编David A. Belforte 先生通过视频方式分享了全球工业激光器市场的回顾与展望。

据他表示，今年将是工业激光器发展非常重要的一年。工业激光器总收入应超过34亿美元，增长率有望达到8％以上。收入增长主要受到用于加工iPhone OLED显示屏的准分子激光器的微加工市场18%的营收增长所推动。同时，超快脉冲激光器将迎来强劲的双位数增长，激光微加工市场将占激光器市场总额的三分之一。此外，用于金属切割的高功率光纤激光器（高达10kW）将占据收入的主导地位。而激光焊接在汽车行业将得到越来越多的应用。

他还提到了中国激光市场的发展前景。“今年，中国激光系统市场将占全球市场总营收的30％。工业激光加工设备市场在中国的发展速度如此之迅猛，使该国已成为全球激光加工系统最大的单一市场。到年底，预计中国工业激光加工系统的市场规模将超过45亿美元，中国激光系统制造商在全球市场上的竞争力也将不断提升。”

最后， 再次感谢为本次会议得以成功举行而提供强大支持的多家赞助企业，他们是：贰陆、大族激光、通快、联赢、KUKA、金橙子、萨瓦尼尼、邦德、领创、普雷茨特、COMSOL、普瑞玛、海目星、Vision Engineering、大德激光。大族激光还特别赞助了会议首日的晚宴。

可以肯定的是，这个孕育着无穷潜能和源动力的“光”制造产业将依旧傲然前行。期待明年与您再见！