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中国激光产业走出“纸上谈兵”

时间:2012-07-29 14:37:39来源:必赢科技浏览次数:3078

    研究领域的论文处于世界领先水平,而产业领域却要花钱进口设备,这种尴尬的局面长期困挠着中国激光业。近年来,只要学术会议一碰到“激光”话题,都会听到专家学者异口同声的疾呼:中国激光产业正处于逆水行舟的关键时刻,只有积极推进产业化,参与国际竞争与合作才能快速发展,稍有迟缓即会重蹈微电子产业受制于人的覆辙。而随着近年来喷粉装置技术、光学镜片加工技术等一系列重大难题的突破,中国激光加工产业正开始从众多国际竞争对手的冲击中全面“突围”,逐步走出“纸上谈兵”的困局。 
    尴尬的历史:论文多 产业小 
    1960年,世界上第一台红宝石激光器诞生于美国贝尔实验室。仅仅1年后,我国第一台激光器在长春问世。此后40多年,我国激光技术的基础研究始终紧跟国际顶尖水平,差距并不大。在美国出版的权威学术刊物《国际光学工程学会会报》上,几乎每期都有四分之一的论文作者是中国人。 
    然而提起中国激光的产业化应用,就没有那么风光了。到2003年底,我国激光加工总产值才12亿余元,占全球销售总额的不到5%;国内高档激光器、激光成套设备市场长期被国外产品占领。我国现有的600余台激光切割设备中,绝大部分是进口货。 
    那么,制约“瓶颈”在哪里呢?科技部一份调查报告一针见血地指出:我国激光加工产业与国外相比存在较大差距,关键在于科研与生产结合不紧密,许多具有市场前景的成果仍停留在样机阶段。科研人员发表两篇论文、出一项成果就算完了,而激光器在工业上究竟怎么用,却很少有人关心和钻研。由此带来的后果是:我们在实验室还有点发言权,但在实际应用中,特别是尖端领域则被别人牵着鼻子走。也就是说,真正带来效益的部分被我们不经意地放弃了。久而久之,基础研究陷于“纸上谈兵”,底气也不足了。最典型的案例就是我国研制的YAG激光治疗机,原来只是一根裸光纤,而国外研制出侧向输出的光纤与之相配后,就成为治疗前列腺肥大的专用机,再加上尿道镜和电视显示系统,每台卖到37万美元,赚取了大量利润。 
    师夷长技:突围产业应用困局 
    在全球,激光已被广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事及文化教育等领域,并形成了激光音像、激光通讯、激光加工、激光医疗、激光检测等新兴产业,近年来激光对传统工业尤其是装备制造业的改造发挥着越来越重要的作用。 
    但由于激光加工设备制造技术长期滞后,目前国内100%的光纤制造设备、80%的石油化工装备都被进口产品挤占,每年要花费6000多亿元从国外进口设备。中国工程院院士孙家广指出,装备制造业是各个工业化或后工业化国家的主导产业,但它在中国制造业中的比重还不到30%,远低于美国的41.9%、日本的43.6%、德国的46.4%,这导致了我国工业结构升级趋缓。因此,国家提出要振兴老工业基地的战略,关键就是看装备制造业如何借助激光加工技术提升整体水平。 
    随着国际经济一体化进程加快,特别是我国逐步成为全球的制造业大国,提升我国制造业技术水平迫在眉睫。但是,我国制造业对尖端激光加工设备的应用仍处于初级阶段。仅以激光切割机为例,美国投入使用的已有25000台,而我国不过600余台。正是基于这一判断,自2001年以来,德国瓦德里西·基根、英国沙格拉德等国际知名的激光切割机制造厂商纷纷登陆中国,设立组装厂,把生产、销售和服务贴近中国用户。  
对此,“中国光学之父”王大珩院士曾分析说,我国的技术发展往往采取跟踪战略,是一种“引进、落后、再引进、再落后”的不良循环,以致于步步落后,而理想的引进模式则应是“引进、消化、吸收”,努力使国外的技术为我所用,否则总是被动挨打。 
    作为我国激光加工产业龙头之一的华工激光集团正是选择了后一条路。2000年,华工激光斥资500万美元,收购了由于内部管理原因被迫倒闭拍卖的国际著名激光切割机制造商——澳大利亚Farley集团。Farley是有20多年的高技术切割机设计制造经验的知名企业,用户涉及22个国家900多家客户,中国上世纪80年代引进的第一台高性能激光切割机就出自这里。 
    后来的发展证明,收购这家老牌集团是一项超值交易。4年来,集团依托华中科技大学“国家激光加工工程研究中心”,不断选送专家和技术人员,一步步摸清门道,通过对其特有的控制系统进行消化和创新,为高性能激光切割机国产化打下了基础。 
    不久前,第一批“中国造”的高性能激光切割机最近在武汉光谷成功推出,业内专家认为,这是中国激光加工产业开始从众多国际竞争对手的冲击中全面“突围”的重要标志。 
    与此同时,这一重大产业突破也为国内制造业提升了核心竞争力:买同等质量水平的机器,以往进口得花400多万元人民币,而国产产品如今只要260万元人民币。有关专家认为,这实际上是对“师夷长技以制夷”的最好阐释,好比把运动员送到国外培养,最终在世界级较量中为祖国拿了一块份量极重的金牌。 
    激光应用:将走入寻常百姓家 
    激光加工尖端设备实现“中国造”,不仅使中国激光加工产业拥有了与世界顶尖对手平等对话的信心,而且将使激光这个似乎遥不可及的高新技术提速走进平常百姓家。 
    最直观的便是激光医疗了,目前一个眼部手术就花费5000多元的高价往往让许多人望而却步。中国工程院院士杨叔子认为,这就是以往尖端设备完全依赖进口引发的“连锁反应”,在别人划的跑道上比赛,肯定是要付出昂贵代价的。 
    “再过几年,激光设备的价格就会全面降下来。”以华工激光为核心子集团的华工科技总裁马新强表示,在推出国产化高性能激光切割机后不久,湖北、江苏、浙江、安徽等地订单已接连不断,而海外的新加坡、韩国、印度等地客户也纷纷前来洽谈,“这对消费者绝对是一个福音!” 
    有了金刚钻,就敢揽瓷器活,中国激光加工产业在沉默了数十年后终于厚积薄发:利用激光对出土文物进行清洗与保护,利用水柱导光实现硅片的精密切割,利用激光检测水果甜度和果肉软硬程度,实现非金属材料焊接,以及激光美容技术深受越来越多女性的青睐等,都反映出激光技术与其它学科的融合以及应用领域范围的不断扩大。 
    激光正在若干领域内急速改变着传统工艺的面貌,同时使自身获得了更广阔的发展空间。此类案例在我国制造业领域比比皆是,例如南昌齿轮厂采用激光焊接齿轮生产线,满足依维柯中巴变速箱六档齿轮需求;武汉钢铁集团采用激光焊接设备,攻克了自上世纪70年代以来该厂硅钢薄板钢卷“带废”出厂的产品质量难关。据最新统计分析,使用激光表面改性技术,全国冶金行业每年就可降低成本20亿元以上。
    10多年前,全国激光市场销售总额仅1亿元,根本谈不上什么产业。但如今,国内激光加工产业正以15%左右的年平均发展速度增长,已形成了5个国家级的激光技术研究中心,10多个研究机构,有21个省市、地区生产和销售激光产品从业人员万余人,成为国内最为活跃的产业领域之一。一部分激光产业实体迅速崛起,并在全球范围内与国外激光集团进行竞争,如楚天激光的激光医疗设备、大族激光在打标机方面都有各自的市场优势。 
    专家预测,建立以光电子学为基础的包括光通信、光医疗激光加工在内的广义激光加工产业,将是21世纪最有发展前途的产业之一。越来越多的激光加工产品将走入消费者的日常生活。 
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