激光加工(包括激光切割、焊接及表面處理等)是一種先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)。中國激光加工產(chǎn)業(yè)正大踏步地向前邁進(jìn)，激光這個高科技名詞已經(jīng)變?yōu)榱苏嬲纳鐣a(chǎn)力，“發(fā)展高科技，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”已成為中國激光加工行業(yè)的現(xiàn)實。
激光作為新型光源，具有方向性好、亮度高、單色性好及高能量密度等特點。以激光器為基礎(chǔ)的激光工業(yè)在全球發(fā)展發(fā)展迅猛，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育以及科研等方面。據(jù)統(tǒng)計，從高端的光纖到常見的條形碼掃描儀，每年和激光相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的市場價值高達(dá)上萬億美元。
激光產(chǎn)業(yè)已形成完整、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈分布，上游主要包括激光材料及配套元器件，中游主要為各種激光器及其配套設(shè)備，下游則以激光應(yīng)用產(chǎn)品、消費產(chǎn)品、儀器設(shè)備為主。國內(nèi)激光市場主要包括激光加工設(shè)備、光通信器件與設(shè)備、激光測量設(shè)備、激光器、激光醫(yī)療設(shè)備、激光元部件等，要應(yīng)用則在于工業(yè)加工和光通信市場，兩者占據(jù)了近7成的市場份額。
目前我國激光產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用于激光加工、醫(yī)療等行業(yè)，其中科研開發(fā)領(lǐng)域占12%，材料加工領(lǐng)域占32%，通訊領(lǐng)域占12%，信息領(lǐng)域占14%，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域占20%，測量與其他領(lǐng)域各占9%和1%。
截至目前，全國共有5個國家級激光技術(shù)研究中心，10多個研究機(jī)構(gòu);有21個省、市生產(chǎn)和銷售激光產(chǎn)品，常年有定型產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售、并形成一定規(guī)模的單位有200多家。國內(nèi)激光行業(yè)已形成激光晶體、關(guān)鍵元器件、配套件、激光器、激光系統(tǒng)、應(yīng)用開發(fā)、公共服務(wù)平臺等環(huán)節(jié)構(gòu)成的較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
我國激光加工產(chǎn)業(yè)可以分為四個產(chǎn)業(yè)帶，珠江三角洲、長江三角洲、華中地區(qū)和環(huán)渤海地區(qū)。這四個產(chǎn)業(yè)帶側(cè)重點不同，珠三角以中小功率激光加工機(jī)為主，長三角以大功率激光切割焊接設(shè)備為主，環(huán)渤海以大功率激光熔覆和全固態(tài)激光為主，以武漢為首的華中地區(qū)則覆蓋了大、中、小激光加工設(shè)備。
隨著中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，一些老工業(yè)基地及小企業(yè)基地，開始向高端制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。例如溫州激光產(chǎn)業(yè)集群及鞍山大力發(fā)展激光產(chǎn)業(yè)等。
從“六五”以來國家都給予激光技術(shù)特別關(guān)注，因而才有今天中國激光產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。現(xiàn)在，國際上激光技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展速度極快。在氣體激光器及應(yīng)用系統(tǒng)方面，成熟的技術(shù)越來越多。在固體激光器領(lǐng)域里，新的晶體材料不斷出現(xiàn)，新的激光技術(shù)也在不斷發(fā)展。要想跟上世界發(fā)展步伐，為中國激光產(chǎn)業(yè)化提供源源不斷的技術(shù)支持和人才支持，就必須加強(qiáng)激光技術(shù)創(chuàng)新基地的建設(shè)，特別是工程化創(chuàng)新基地的建設(shè)。
保持與國際先進(jìn)水平同步的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，重點突破若干關(guān)鍵技術(shù)，解決制約我國激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。緊密結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場，以科技成果的轉(zhuǎn)化、商品化為核心，重點解決激光單元器件、系統(tǒng)集成及加工工藝的核心關(guān)鍵技術(shù)。加大新產(chǎn)品研制力度，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)儲備。
針對激光切割及焊接用的激光器、光學(xué)器件、導(dǎo)光系統(tǒng)及激光加工裝備配套部件，不斷提供新技術(shù)、新設(shè)計和新樣機(jī)，重點開發(fā)生產(chǎn)高功率軸快流CO2激光器、全固化YAG激光器、新型可移動式激光加工機(jī)及復(fù)合激光焊接技術(shù)。具體舉措如下：
(1)建立行業(yè)共性技術(shù)研究平臺針對汽車板材切割、焊接;冶金鋼鐵軋輥寬帶熱處理、表面熔覆，冶金行業(yè)中的鋼帶激光焊接成套設(shè)備、激光毛化設(shè)備;石油行業(yè)的地下油管激光加工。解決關(guān)鍵共性技術(shù)及配套設(shè)備的國產(chǎn)化、系列化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化。
(2)建立新型激光器研究開發(fā)平臺①通過引進(jìn)國外軸快流CO2激光器技術(shù)，提高國產(chǎn)高功率CO2激光器的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，在消化吸收的基礎(chǔ)上不斷推出高質(zhì)量、高穩(wěn)定、高功率的CO2激光器。重點開發(fā)射頻激勵、軸快流以及萬瓦以上的CO2激光器。②開發(fā)高功率、多波長固體激光器(>1kW)，100～1000W二極管泵浦的固體激光器以及紫外波段固體激光器。重點開發(fā)泵浦模塊，力爭在國內(nèi)建立較全面的DPSSL生產(chǎn)基地。
在過去所獲得的眾多成果的基礎(chǔ)上，近年來，在系統(tǒng)集成及應(yīng)用、高穩(wěn)定性激光器和新型激光器等三個層次上的研究和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化取得了突破性進(jìn)展，但產(chǎn)業(yè)仍有需要解決的問題。
(1)系統(tǒng)集成的整合發(fā)展武漢激光加工產(chǎn)業(yè)的核心。系統(tǒng)集成商是一個地區(qū)、一個行業(yè)發(fā)展的龍頭，只有系統(tǒng)集成商的實力壯大了，整個產(chǎn)業(yè)才能被帶動起來。系統(tǒng)集成商整合的目的是各個企業(yè)各具特色和優(yōu)勢，彼此存在一定的競爭關(guān)系。
根據(jù)目前系統(tǒng)集成商的特點，不妨組建固體激光設(shè)備、激光切割成套設(shè)備、激光醫(yī)療設(shè)備、大型激光加工成套設(shè)備及激光加工站等多種形式的系統(tǒng)集成商，現(xiàn)有的企業(yè)所有者成為這些公司的投資者，在對現(xiàn)有的系統(tǒng)集成商的整合過程中，政府應(yīng)扮演好中介和服務(wù)的角色，創(chuàng)造機(jī)會讓條件成熟的企業(yè)能夠上市、融資，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步發(fā)展打好基礎(chǔ)。
(2)完善供應(yīng)鏈誕生和成長一批擁有核心技術(shù)的零部件供應(yīng)商。一個產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)是靠許多零部件供應(yīng)商支撐的。對于武漢地區(qū)而言，這樣的零部件供應(yīng)商群體應(yīng)該包括光學(xué)器件(如光學(xué)鏡片、聚焦鏡、反射鏡和傳輸光纖等)、精密機(jī)械加工、激光電源和精密電子電氣等。同時這些零部件供應(yīng)商群體應(yīng)該擁有本領(lǐng)域的核心技術(shù)，這對推動整個激光加工產(chǎn)業(yè)具有重要意義。配套企業(yè)是一個產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，尤其是掌握核心技術(shù)和擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的配套企業(yè)，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動作用意義巨大。
(3)高起點引進(jìn)消化，鼓勵一批配套企業(yè)的發(fā)展首先還是要鼓勵配套企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的合作，這是比較快捷的辦法;其次，企業(yè)應(yīng)緊盯技術(shù)發(fā)展的潮流，不斷推陳出新;第三，政府可以通過科技項目計劃的安排、稅收政策等手段鼓勵配套企業(yè)的發(fā)展。
(4)加大市場力度這要求系統(tǒng)集成商在激光加工技術(shù)的推廣和市場網(wǎng)絡(luò)的建立上有更大的投入，包括在一定時機(jī)開拓海外市場。通過推廣應(yīng)用、技術(shù)輻射和人才培養(yǎng)，在國內(nèi)建立激光加工示范應(yīng)用的分中心、加工站、合資公司，促進(jìn)我國激光加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(5)資本平臺內(nèi)資：實現(xiàn)股權(quán)投資的多元化，引入上市公司、國有投資公司、民間資本;外資：在武漢中國光谷能量光電子領(lǐng)域的外資比例很小。外資引進(jìn)可以先從配套行業(yè)著手，畢竟外資在多數(shù)與能量光電子相關(guān)的配套的領(lǐng)域具有技術(shù)優(yōu)勢，并且投資配套領(lǐng)域不像投資系統(tǒng)集成那樣大;外企：建議國家和地方政府對建立區(qū)域性、行業(yè)性的激光加工加大資金扶持的強(qiáng)度，充分利用國內(nèi)經(jīng)濟(jì)、社會結(jié)構(gòu)特點，以高效益為目標(biāo)，應(yīng)用激光先進(jìn)制造技術(shù)，開發(fā)設(shè)計和制造具有國際領(lǐng)先水平的高效益激光加工生產(chǎn)線。引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)與資金，建立若干個生產(chǎn)激光器和成套設(shè)備的合資企業(yè)，以提高我國激光產(chǎn)品的水平。
激光作為新型光源，具有方向性好、亮度高、單色性好及高能量密度等特點。以激光器為基礎(chǔ)的激光工業(yè)在全球發(fā)展發(fā)展迅猛，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育以及科研等方面。據(jù)統(tǒng)計，從高端的光纖到常見的條形碼掃描儀，每年和激光相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的市場價值高達(dá)上萬億美元。
激光產(chǎn)業(yè)已形成完整、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈分布，上游主要包括激光材料及配套元器件，中游主要為各種激光器及其配套設(shè)備，下游則以激光應(yīng)用產(chǎn)品、消費產(chǎn)品、儀器設(shè)備為主。國內(nèi)激光市場主要包括激光加工設(shè)備、光通信器件與設(shè)備、激光測量設(shè)備、激光器、激光醫(yī)療設(shè)備、激光元部件等，要應(yīng)用則在于工業(yè)加工和光通信市場，兩者占據(jù)了近7成的市場份額。
目前我國激光產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用于激光加工、醫(yī)療等行業(yè)，其中科研開發(fā)領(lǐng)域占12%，材料加工領(lǐng)域占32%，通訊領(lǐng)域占12%，信息領(lǐng)域占14%，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域占20%，測量與其他領(lǐng)域各占9%和1%。
截至目前，全國共有5個國家級激光技術(shù)研究中心，10多個研究機(jī)構(gòu);有21個省、市生產(chǎn)和銷售激光產(chǎn)品，常年有定型產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售、并形成一定規(guī)模的單位有200多家。國內(nèi)激光行業(yè)已形成激光晶體、關(guān)鍵元器件、配套件、激光器、激光系統(tǒng)、應(yīng)用開發(fā)、公共服務(wù)平臺等環(huán)節(jié)構(gòu)成的較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
我國激光加工產(chǎn)業(yè)可以分為四個產(chǎn)業(yè)帶，珠江三角洲、長江三角洲、華中地區(qū)和環(huán)渤海地區(qū)。這四個產(chǎn)業(yè)帶側(cè)重點不同，珠三角以中小功率激光加工機(jī)為主，長三角以大功率激光切割焊接設(shè)備為主，環(huán)渤海以大功率激光熔覆和全固態(tài)激光為主，以武漢為首的華中地區(qū)則覆蓋了大、中、小激光加工設(shè)備。
隨著中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，一些老工業(yè)基地及小企業(yè)基地，開始向高端制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。例如溫州激光產(chǎn)業(yè)集群及鞍山大力發(fā)展激光產(chǎn)業(yè)等。
從“六五”以來國家都給予激光技術(shù)特別關(guān)注，因而才有今天中國激光產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。現(xiàn)在，國際上激光技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展速度極快。在氣體激光器及應(yīng)用系統(tǒng)方面，成熟的技術(shù)越來越多。在固體激光器領(lǐng)域里，新的晶體材料不斷出現(xiàn)，新的激光技術(shù)也在不斷發(fā)展。要想跟上世界發(fā)展步伐，為中國激光產(chǎn)業(yè)化提供源源不斷的技術(shù)支持和人才支持，就必須加強(qiáng)激光技術(shù)創(chuàng)新基地的建設(shè)，特別是工程化創(chuàng)新基地的建設(shè)。
保持與國際先進(jìn)水平同步的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，重點突破若干關(guān)鍵技術(shù)，解決制約我國激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。緊密結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場，以科技成果的轉(zhuǎn)化、商品化為核心，重點解決激光單元器件、系統(tǒng)集成及加工工藝的核心關(guān)鍵技術(shù)。加大新產(chǎn)品研制力度，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)儲備。
針對激光切割及焊接用的激光器、光學(xué)器件、導(dǎo)光系統(tǒng)及激光加工裝備配套部件，不斷提供新技術(shù)、新設(shè)計和新樣機(jī)，重點開發(fā)生產(chǎn)高功率軸快流CO2激光器、全固化YAG激光器、新型可移動式激光加工機(jī)及復(fù)合激光焊接技術(shù)。具體舉措如下：
(1)建立行業(yè)共性技術(shù)研究平臺針對汽車板材切割、焊接;冶金鋼鐵軋輥寬帶熱處理、表面熔覆，冶金行業(yè)中的鋼帶激光焊接成套設(shè)備、激光毛化設(shè)備;石油行業(yè)的地下油管激光加工。解決關(guān)鍵共性技術(shù)及配套設(shè)備的國產(chǎn)化、系列化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化。
(2)建立新型激光器研究開發(fā)平臺①通過引進(jìn)國外軸快流CO2激光器技術(shù)，提高國產(chǎn)高功率CO2激光器的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，在消化吸收的基礎(chǔ)上不斷推出高質(zhì)量、高穩(wěn)定、高功率的CO2激光器。重點開發(fā)射頻激勵、軸快流以及萬瓦以上的CO2激光器。②開發(fā)高功率、多波長固體激光器(>1kW)，100～1000W二極管泵浦的固體激光器以及紫外波段固體激光器。重點開發(fā)泵浦模塊，力爭在國內(nèi)建立較全面的DPSSL生產(chǎn)基地。
在過去所獲得的眾多成果的基礎(chǔ)上，近年來，在系統(tǒng)集成及應(yīng)用、高穩(wěn)定性激光器和新型激光器等三個層次上的研究和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化取得了突破性進(jìn)展，但產(chǎn)業(yè)仍有需要解決的問題。
(1)系統(tǒng)集成的整合發(fā)展武漢激光加工產(chǎn)業(yè)的核心。系統(tǒng)集成商是一個地區(qū)、一個行業(yè)發(fā)展的龍頭，只有系統(tǒng)集成商的實力壯大了，整個產(chǎn)業(yè)才能被帶動起來。系統(tǒng)集成商整合的目的是各個企業(yè)各具特色和優(yōu)勢，彼此存在一定的競爭關(guān)系。
根據(jù)目前系統(tǒng)集成商的特點，不妨組建固體激光設(shè)備、激光切割成套設(shè)備、激光醫(yī)療設(shè)備、大型激光加工成套設(shè)備及激光加工站等多種形式的系統(tǒng)集成商，現(xiàn)有的企業(yè)所有者成為這些公司的投資者，在對現(xiàn)有的系統(tǒng)集成商的整合過程中，政府應(yīng)扮演好中介和服務(wù)的角色，創(chuàng)造機(jī)會讓條件成熟的企業(yè)能夠上市、融資，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步發(fā)展打好基礎(chǔ)。
(2)完善供應(yīng)鏈誕生和成長一批擁有核心技術(shù)的零部件供應(yīng)商。一個產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)是靠許多零部件供應(yīng)商支撐的。對于武漢地區(qū)而言，這樣的零部件供應(yīng)商群體應(yīng)該包括光學(xué)器件(如光學(xué)鏡片、聚焦鏡、反射鏡和傳輸光纖等)、精密機(jī)械加工、激光電源和精密電子電氣等。同時這些零部件供應(yīng)商群體應(yīng)該擁有本領(lǐng)域的核心技術(shù)，這對推動整個激光加工產(chǎn)業(yè)具有重要意義。配套企業(yè)是一個產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，尤其是掌握核心技術(shù)和擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的配套企業(yè)，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動作用意義巨大。
(3)高起點引進(jìn)消化，鼓勵一批配套企業(yè)的發(fā)展首先還是要鼓勵配套企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的合作，這是比較快捷的辦法;其次，企業(yè)應(yīng)緊盯技術(shù)發(fā)展的潮流，不斷推陳出新;第三，政府可以通過科技項目計劃的安排、稅收政策等手段鼓勵配套企業(yè)的發(fā)展。
(4)加大市場力度這要求系統(tǒng)集成商在激光加工技術(shù)的推廣和市場網(wǎng)絡(luò)的建立上有更大的投入，包括在一定時機(jī)開拓海外市場。通過推廣應(yīng)用、技術(shù)輻射和人才培養(yǎng)，在國內(nèi)建立激光加工示范應(yīng)用的分中心、加工站、合資公司，促進(jìn)我國激光加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(5)資本平臺內(nèi)資：實現(xiàn)股權(quán)投資的多元化，引入上市公司、國有投資公司、民間資本;外資：在武漢中國光谷能量光電子領(lǐng)域的外資比例很小。外資引進(jìn)可以先從配套行業(yè)著手，畢竟外資在多數(shù)與能量光電子相關(guān)的配套的領(lǐng)域具有技術(shù)優(yōu)勢，并且投資配套領(lǐng)域不像投資系統(tǒng)集成那樣大;外企：建議國家和地方政府對建立區(qū)域性、行業(yè)性的激光加工加大資金扶持的強(qiáng)度，充分利用國內(nèi)經(jīng)濟(jì)、社會結(jié)構(gòu)特點，以高效益為目標(biāo)，應(yīng)用激光先進(jìn)制造技術(shù)，開發(fā)設(shè)計和制造具有國際領(lǐng)先水平的高效益激光加工生產(chǎn)線。引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)與資金，建立若干個生產(chǎn)激光器和成套設(shè)備的合資企業(yè)，以提高我國激光產(chǎn)品的水平。
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