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高端访谈

湖南大学张屹:激光焊接实现智能化将带来更大市场爆发力

来源:激光制造商情cici2021-03-11 我要评论(0 )   

近年来,激光焊接迎来快速发展,被认为是“激光技术在切割应用之后的下一个爆发点”。但是,激光焊接由于应用场景更为复杂、技术门槛更高、应用成本也相对较高,导致在...

近年来,激光焊接迎来快速发展,被认为是“激光技术在切割应用之后的下一个爆发点”。但是,激光焊接由于应用场景更为复杂、技术门槛更高、应用成本也相对较高,导致在焊接市场占比较低,目前主要应用于汽车、电池、精密金属构件和光通讯等高端制造领域。另外,经营激光焊接业务的企业数量也相对较少,仅有大族激光、联赢激光、华工激光、逸飞激光等少数知名企业。

为什么激光焊接的市场规模不容易打开?激光焊接未来该从哪些方向进行突破?激光焊接市场发展前景如何?就此问题,《激光制造商情》与湖南大学机械与运载工程学院副院长张屹教授进行了独家对话,也给我们激光行业带来了不一样的启迪和思考。

 

湖南大学 机械与运载工程学院副院长 张屹教授

 

1. 张教授,您好!非常感谢您接受我们《激光制造商情》的采访,首先请您介绍一下您自己,介绍一下您的研究领域。

 

张教授:非常荣幸接受《激光制造商情》的采访,我是来自湖南大学机械与运载工程学院的张屹,我所从事的研究领域是高端智能激光制造工艺与装备,包括激光切割、激光焊接、激光3D打印以及激光微纳制造,主要是面向激光制造的工艺、过程监测与控制、装备开发等相关工作。

 

2. 切割市场开发了近三百亿,但是焊接还不到一百亿,为什么激光焊接的市场规模不容易打开?

 

张教授:这是个非常好的问题,我认为切割市场之所以能够从传统的气割到线割,再到激光切割,在较短的时间内有这么快速的发展,并且一下子成长到300亿的市场规模,主要原因在于现在的激光切割装备能够标准化,标准化的最大优势是降低了单台设备的成本,成本的降低,有利于市场的替代和更新。除此之外,越来越多激光企业的介入,使得这个领域门槛相对较低,能够形成庞大的市场规模,并促进市场快速增长。

而激光焊接的主要问题在哪里呢?焊接相对于切割而言,它是一个多品种、小批量的制造技术,可能某个零件只需要焊接一个、或者两个、三个,如果把它做成标准机,很难适用于这些零部件,并且对设备的柔性化要求非常高。解决这个问题的方案,我认为有两个:一是研制焊接柔性夹具。如果能开发出柔性夹具,那么焊接装备柔性化是可以做到的;二是激光焊接与智能制造相结合。如果开发出智能激光焊接技术,我相信智能焊接装备的发展速度可能快于激光切割,未来或许能走向更大的市场规模。目前,很多焊接自动化装备并没有实现真正的智能。所谓智能,是当焊接小品种一件或两件时,设备是否能够进行焊接路径的自动编程,能够实现自适应过程质量监测和控制,这需要我们学术界和产业界的共同努力,才能解决这些问题。

 

3. 在高功率激光焊接方面,汽车、轨道车厢、航空航天等目前是最重要的应用,以后可能还会有什么?

 

张教授:我认为激光焊接的应用前景非常大,我们国家焊接设备可能会有几百亿的市场规模。目前,焊接领域主要以手工电弧焊为主,并且市场份额占到了50%以上,激光焊接未来完全能够替代这一部分,如果要实现替代,就要回到我们上面讲的这个问题:要真正实现智能激光焊接。目前,各个装备制造领域都在谈智能制造,真正能够在智能制造装备中最快落地的、最具前景的就是激光焊接,也许未来几年,我们国家能够做出完全智能的激光焊接工艺及装备,我相信这个市场规模还是非常大的。

 

4. 您的研究还涉及激光微纳加工,其发展空间又如何?

 

张教授:激光微纳制造应该是激光加工技术出现以来发展最为迅速的一项技术,微纳加工技术在5年前、10年前还仅仅停留在学术研究中,在产业界的应用相对比较少。随着近几年光器件产品的进步和超快激光器的国产化,激光微纳制造得以快速发展,尤其是国产装备的大力发展使得这项技术与产业界结合的越来越紧密,激光微纳加工技术也逐渐走向市场化应用,比如硬脆材料的激光切割、打孔等。据我了解,某激光加工装备企业在某手机玻璃屏幕上的切割业务,一个订单有十几亿,可见激光微纳加工市场的发展前景巨大。

 

5. 结合当前您对激光行业的观察了解,如何看待激光应用市场的潜力?

 

张教授:我从事激光加工研究有20多年,对这一领域的科研工作有着发自内心的热爱。随着激光技术的发展,激光加工行业不断繁荣、蒸蒸日上,主要体现在几个方面:

一是学术界对激光加工的研究越来越深入,机理的了解越来越透彻,比如:最开始我们对常规激光氧气切割、熔化切割、汽化切割等简单的了解,到现在的超快激光隐形切割的机理研究等,随着激光加工机理的深入了解和研究,我们对加工工艺会有更深的认识,这有利于进一步拓展它的应用范畴。

二是非常感谢产业界的贡献,尤其是国内一些优秀的激光企业,他们降低了激光加工装备的成本,并且设备价格只占国外激光加工装备企业的百分之十几甚至更低,使激光加工应用真正走向了大众化,这是我作为激光加工领域中的一个科研工作者感到最欣慰的地方,也是我努力追求的目标。

最后,希望激光加工技术能够在我们的各行各业,包括在我们的生活中都能得到更广泛的应用,谢谢。

 


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湖南大学张屹激光焊接激光智能制造

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