激光，曾經(jīng)被認(rèn)為是一項神奇的技術(shù)，被稱為“神光”，最先應(yīng)用于打孔。
“多年來，國內(nèi)對激光加工的研究，一直停留在實驗階段，雖然發(fā)表的理論文章數(shù)量很多，但卻找不到很好的應(yīng)用點，大面積的技術(shù)被擱淺，找不到消化的場合。”浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的姚建華教授敏銳地察覺到“這里面一定有文章可做。”
13年前，由姚建華牽頭，浙工大成立了激光加工技術(shù)工程研究中心，開始一步一步實現(xiàn)科學(xué)原創(chuàng)技術(shù)在工業(yè)上消化應(yīng)用的理想。
現(xiàn)在，浙工大激光加工技術(shù)工程研究中心交出了這樣一份成績單：結(jié)合我省制造業(yè)實際，用先進(jìn)的新一代激光制造技術(shù)改造了傳統(tǒng)制造方式，針對有地方代表性的模具、工具、大型重要裝備等制造行業(yè)，提供了新的高效節(jié)能化制造工藝，產(chǎn)品覆蓋我國10多個省市的200多個用戶及30多個國家，近3年累計創(chuàng)造利稅7.1億元。
“機(jī)械基礎(chǔ)件是裝備制造業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，直接決定著國家制造業(yè)的水平。據(jù)統(tǒng)計，我國每年因關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件失效引起裝備故障的損失達(dá)國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的3%至5%。其中，80%以上是由于表面局部磨損、腐蝕等失效引起，損失總量超過萬億元。”姚建華發(fā)現(xiàn)，長期以來，我國基礎(chǔ)件的制造水平和質(zhì)量不高，國外又對關(guān)鍵技術(shù)高度封鎖，70%的利潤被進(jìn)口基礎(chǔ)件所吞噬，已成為機(jī)械行業(yè)的鎖喉之痛。
目前，全世界都在尋求一種在不增加成本的前提下提高基礎(chǔ)零部件的性能和壽命的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。激光表面技術(shù)由于其高性能、低變形、結(jié)合強度高等特點，被公認(rèn)為實現(xiàn)低成本高性能制造的最具潛力的表面工程技術(shù)之一。然而，由于激光與材料作用過程復(fù)雜，在短短1秒鐘內(nèi)可把表面加熱到上萬度的高溫，涉及機(jī)械、材料、光學(xué)及信息等多學(xué)科，其技術(shù)實現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用難度較大。
姚建華和他的團(tuán)隊經(jīng)過十多年的潛心研發(fā)，選擇具有代表性的動力、通用機(jī)械及化工行業(yè)的三類典型基礎(chǔ)部件入手，采用激光復(fù)合表面強化與再制造技術(shù)，圍繞材料、工藝和裝備三大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，終于實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
在秦山核電站，姚建華教授團(tuán)隊研發(fā)的激光強化技術(shù)應(yīng)用于重水核反應(yīng)堆關(guān)鍵冷卻部件，不僅提高了機(jī)組的安全性，而且生產(chǎn)出的這種防水蝕葉輪使用壽命比進(jìn)口的更長。
在牙科醫(yī)院，有一些高檔的牙科鉗，其頭部采用一種特殊的材料，它既能抗腐蝕、不生銹，又有一定的鋒利性、耐磨性，不含毒、耐高溫，這是姚建華團(tuán)隊研發(fā)課題的又一個方向。他們設(shè)計出了能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的專用合金材料，并運用激光手段，把這些專用材料熔覆在牙科鉗上。這種制作方法是傳統(tǒng)工業(yè)永遠(yuǎn)無法做到的。目前采用該技術(shù)制作的50多個型號牙科鉗已全部出口到美國3M公司。
為了更快、更好地把激光制造技術(shù)應(yīng)用在國民生產(chǎn)中，激光加工技術(shù)工程研究中心還及時走上了國際合作路線，通過引進(jìn)技術(shù)和海外智力，實現(xiàn)跨越式發(fā)展，以滿足制造業(yè)的需求。該中心已先后與烏克蘭國立科技大學(xué)、英國劍橋大學(xué)、美國密歇根大學(xué)等開展相關(guān)科研技術(shù)合作。
如今，“激光表面復(fù)合強化與再制造關(guān)鍵技術(shù)”已經(jīng)超過了德國，成果已在機(jī)械、能源、化工等多個行業(yè)的200多家企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，相關(guān)產(chǎn)品覆蓋我國除西藏之外的省市，同時出口到美國、印度、澳大利亞等30多個國家，效益顯著。
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