仙湖论剑 | 全激光制造的机遇与挑战

2024-10-21 09:04:38  点击:

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2024年10月18日,“原点新生·智启未来” 原点智能全激光智造基地启用暨新品发布会上的圆桌论坛环节,共有6位专家教授到发布会现场就“全激光制造的机遇与挑战”的话题进行了激烈的探讨。

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原点智能首席技术官钱代数博士主持了本次会议

六位专家教授们围绕“全激光制造的机遇和挑战”主题,分享各自领域的见解和最新研究成果,碰撞出科技创新的思维火花,对原点智能提出了更高的期许,也为原点智能未来的发展提供指引方向。

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李琳:英国皇家工程院院士、中国科学院宁波材料技术与工程研究所激光极端制造中心主任

李琳院士说道:激光加工从实验室阶段到实验阶段再到普及阶段,差不多用了前20年的时间,现在它已经在很多方面成为主流。比如板材切割基本都是用激光切割实现的,激光焊接也很广泛,还有激光打标、激光冲孔以及金属增材制造(也就是3D打印)也已经是行业内的主流。

但是在传统机加工领域,尤其是对难加工材料的机加工,激光占比还极小。所以在这个方向上有很大的拓展空间,做激光机床这个方向是很好的。最近央视也报道了原点智能的相关内容,就是以激光为主要加工刀具的机床。激光对各类难加工材料都可以实现加工,过去我们用的都是机械刀具,我国每年进口刀具约100多亿元,主要是用于加工难加工材料,所以激光在这方面有很大市场。这需要企业界、大学和研究所共同努力,也需要政府大力支持,把这个领域发展好,让中国在这个领域领先。

中国在激光加工的应用领域已经处于国际领先地位,但有些核心器件,包括激光的核心器件和数控机床的核心器件还依赖进口。比如我们参观的机床精度很高,但核心器件如光栅、导轨等还没有完全解决,激光器也有很多核心器件依赖进口。所以我们下一步要解决核心器件以及激光器和数控机床的稳定性问题。目前国内机床的稳定性中虽然精度和加工效率不差,但与国外的品牌相比还有很大的差距,这也是整个高端制造领域存在的问题。把稳定性和核心器件问题解决了,中国在这个领域一定能国际领先。

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唐进元:中南大学极端服役性能全国重点实验室航空齿轮精准设计制造方向负责人

唐进元教授说道:早几年交流的时候,我就说过原点智能的激光机床很有希望。制造是创造财富的手段,制造的本质是物质流、能量流和信息流的三流耦合集成。传统制造用的是机床这种硬工具(刀具)进行加工,而现在用激光这种工具属于能量流形式,结合机床本身的精度,有无限可能。制造有增量制造、减量制造和等量制造三种形式,激光都可以实现,比如激光增材制造(3D增材)。在机床上面可以利用激光的能量流核心技术实现等量制造,比如用激光进行冲击强化。

我本人从事复杂曲面的设计制造,所在的极端服役性能精准制造国家重点实验室,研究的是中国中低端向高端转变过程中机床精度保持性的问题,也就是制造出来的产品不光要尺寸精度高,还要物理性能好,包括晶体组织、表层残余应力、硬度梯度分布等要达到满意效果,耐磨性和精度保持性要更好。原点智能的产品围绕这些方向有很大空间,比如基础键轴承齿轮的表面强化可以用激光来做,如果学界和做装备能好好结合,可以提高中国在核心基础设施制造方面的水平。今天看了发布会的产品,大表面的微结构对高端齿轮制造很重要,这个产业是朝阳产业。对于产品的应用,怎么把工具用好是做基础研究的事,比如在什么表面打,打多深、多大、什么形状等。还可以和人工智能产品结合,拓展应用领域,比如激光冲击强化可以改善表面完整性,用激光也可以实现像喷丸一样的强化效果,提高产品质量。原点智能的激光机床设备空间无限,在新起点上可以取得更好的成就。

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张庆茂中国光学学会激光加工专委会主任、华南师范大学教授

张庆茂教授说道:我国激光加工产业取得了令人瞩目的成就,去年我国激光装备产值约1000亿。面向的行业有航空航天等高端装备制造,还有热处理等方向。从工具角度看,我国从光纤激光器到其他激光器都取得了很大发展,光纤激光器最高输出功率已达20万瓦并应用于装备,其他如蓝光、绿光、紫外光激光器也有发展,超快激光器也即将有新突破。作为加工,一方面是如何把光源精准引到加工面上,另一方面是光源到表面后如何加工。我国整个产业链从基础研究到应用基础研究,包括产业化都在做,从最初的打标到切割,再到焊接、3D打印以及未来的复合加工等都会有重要应用。

大家都在说行业发展到一定程度会内卷,我认为内卷是一种进步,是技术进步。从需求方面看,我国面临的国际形势、疫情以及国家战略结构的转移和提升等都会带来需求,从而触发产业发展。我们要在核心技术研发和创新应用上做文章,今天看到的原点智能的一些成果都是核心技术的突破和应用的创新。我们还要关注标准,比如激光焊接发展很快,但标准必须跟上,这样才能说服客户,体现行业价值。

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王军广东工业大学特聘教授

王军教授分享:我在国外学习工作34年,2021年回国,疫情管控后第二个星期的星期五就来到原点智能。我做激光加工等相关工作约30年,2007年开始用激光加工金刚石。2009年我就曾建议某个刀具机床制造商用激光机床加工超硬材料,所以我对激光制造有很长的憧憬历史,来到原点智能后有了一些务实合作。

我们国家在制造方面有很多难点,比如极端材料、极端结构、极端环境下的加工问题,原点智能在这方面做得很好,迈出了第一步,在国内甚至世界上都领先。下一步可能要考虑做替代,就是用激光做得比其他方法更好,替代其他方法,这个市场很大。再进一步发展可能要考虑多能场复合,比如激光和激光复合、激光和超声震动、激光和水射流复合等,今天看到的水导激光就做得很好,可以克服一些形状加工问题,也可以解决激光热效应问题。全激光制造是一个概念,实际中不一定完全用激光加工一个零件,可以是机床有激光加工部分和其他加工部分的强强联合。原点在这方面有很大发展空间,虽然国内行业内卷,但原点智能对技术突破做得很好,有信心做得更好。

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高航大连理工大学机械工程学院二级教授、国际磨粒加工技术学会常务委员

高航教授分享:我来自大连理工大学高性能精密制造国家重点实验室,这些年一直在做精密加工,最近做一些自动化方面,我今天谈一个感受和两个建议。

一个感受:今天是我来原点智能的第二次,第一次来的时候这里还是一片空地。今天我看到了“六新”:新企业(2015年成立)、新技术、新人才(很多博士)、新基地(漂亮且起点高)、新产品、新品质(产品品质高但还可更高)。我认识激光是在四十几年前,当时看到一篇科普文章叫《死神之光》,现在我们把激光变成了无所不能的加工工艺手段。

两个建议:第一,作为机床这种工业母机,要加强基础研究。原点智能有很多博士领导,要加强和高校及科研所的产学研用合作,这样才能做好基础研究,包括机床的精度保持性等。第二,人才问题,要实现企业百年发展,人才很重要,可以招聘,也可以和高校合作培养人才。共同探讨高校和企业之间的人才培养模式,这样才能让企业在产品品质上不断发展。

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互动环节,专业的企业用户们与专家们进行了积极的探讨和交流,很多企业用户表示希望能有更多和原点智能一样拥有核心技术、突破进口技术限制的智能制造企业,能为用户提供更高精尖的装备。

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最后原点智能董事长曾超峰先生对论坛做了总结:今天的论坛高朋满座,专家们发表了很多有指导意义的见解,对原点智能提出了很高的期待和美好的祝福。未来原点智能希望加强和高校的合作,尤其是人才的联合培养,我们已经进入国家卓越工程师创新研究院的名录,从明年开始可以和全国高校进行研究生、博士生的联培。同时,原点智能将继续朝着跻身全球数控行业第一阵营的宏伟目标奋勇前行,不断开拓进取,为全球客户带来更卓越的激光数控机床为核心装备的智能制造解决方案。

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