在20世紀90年代中期，激光作為一種重工業(yè)制造工具用于造船工業(yè)。大型艦船制造方法逐漸實現(xiàn)由鉚接到焊接的變革，焊接方法、工藝和設備也穩(wěn)步發(fā)展，從早先的氣焊、電弧焊，發(fā)展到激光焊。造船技術的不斷發(fā)展，帶動了造船材料和船舶設計的重大變化。圖1所示為造船工業(yè)中三明治夾層板的激光焊接。
圖1 造船工業(yè)中“三明治”板的激光焊接
早期日本的一些船廠就使用激光切割設備獲得了準確的切割尺寸和良好的切割質量，并從中受益。1992年，Vosper Thornycroft在歐洲船廠安裝了第一臺激光切割設備。90年代中、后期，歐洲船廠紛紛安裝了用于焊接和切割的成套設備。在美國，Bender 船廠是第一家使用高功率激光切割設備的船廠。1999年Bender 使用6KW的Tanaka LMX Ⅲ激光器，在制造成本和質量上取得了巨大進步。2001年，聯(lián)邦電動船部在其移動實驗室安裝了4KW的ESAB系統(tǒng)。激光切割設備在Bender的應用，引起了對發(fā)展高效激光焊接技術的關注。下面幾個圖為激光制造技術與系統(tǒng)在歐洲幾個船廠的應用實例。
圖2 Vosper Thornycroft船廠在歐洲最先使用激光切割設備
圖3 Meyer Werft船廠采用的船板焊接頭
圖4 Odense船廠采用的Triagon激光焊接頭
目前世界工業(yè)領域都向著低能耗、短流程方向發(fā)展，激光制造具有許多傳統(tǒng)制造方法無法比擬的優(yōu)點，世界各國都加大了對發(fā)展制造業(yè)的重視程度。但與國外相比，我國激光技術達到應用推廣的還是不多，還沒有發(fā)揮出應有的作用。究其原因，首先在于激光制造系統(tǒng)的高成本、高投入；為了更廣泛的普及激光制造技術的應用，彌補高投入的問題，需要在充分認識影響激光制造技術應用關鍵因素的基礎上，綜合考慮船舶本身需求、激光加工系統(tǒng)的投入等因素，控制成本，尋找最佳加工條件、提高加工效率的方法，最終形成我國新一代激光制造產(chǎn)業(yè)鏈。
現(xiàn)代激光制造作為通用的加工手段，其前沿領域之一是應用領域的擴展，激光制造應用技術提出并解決新的問題。重點針對汽車、航空航天運載器、船舶和鐵路車輛等運輸機械的輕型化、冶金工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展趨勢，實現(xiàn)激光制造技術在國防和重點工業(yè)領域的產(chǎn)業(yè)化應用。同時對激光制造系統(tǒng)技術提出新的要求，如激光器小型化、高轉換效率與集成化等，光纖激光器和半導體激光器將得到大力發(fā)展。推動我國激光制造技術向著效率更高、能耗更低、流程更短、光束質量更高、性能更好、數(shù)字化、智能化程度更高、成本更低的方向發(fā)展，改變我國大工業(yè)用激光制造裝備完全依賴進口的現(xiàn)狀。
激光技術在船舶制造中的應用又具有其獨特性，這跟船舶本身的加工和應用特點以及激光制造系統(tǒng)的特性息息相關。目前鋁合金材料逐漸成為運輸機械制造的關鍵材料，全鋁結構船顯示出良好的發(fā)展前景，配合先進的激光制造技術，展示了無限發(fā)展?jié)摿Α?br />
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