身體出問題了，需要醫(yī)生“修理”，機(jī)器出問題了，需要工程師修理。無論是生活中還是生產(chǎn)中，修理是一項(xiàng)非常重要的事情，特別是對(duì)于金屬方面產(chǎn)品，機(jī)床、機(jī)械、機(jī)車、汽車，以及一些昂貴的裝備，不可能壞了一點(diǎn)部件就把它廢棄，首要選擇就是把它修理好。

再制造應(yīng)用廣泛

    修理修復(fù)工業(yè)金屬產(chǎn)品被稱為“再制造”，它是一項(xiàng)變廢為寶的工藝。產(chǎn)品的損害常常是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作導(dǎo)致磨損、崩裂、腐蝕等導(dǎo)致，再制造可以給產(chǎn)品還原到原來的性能，可以為我國(guó)節(jié)省大量的資源，也給生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省了成本，是一項(xiàng)利國(guó)利民的技術(shù)。

    上述的機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、機(jī)車和汽車等都是規(guī)模很大的行業(yè)，每年會(huì)出現(xiàn)巨大的返修、翻新、修復(fù)的需求，再制造的應(yīng)用非常廣闊。一般而言，與新品相比，再制造零部件可節(jié)約成本50%，節(jié)能60%，節(jié)材70%，大氣污染物排放量降低80%以上。截至2018年底，我國(guó)的汽車保有量達(dá)到2億4千萬輛，后市場(chǎng)產(chǎn)值超萬億規(guī)模，我國(guó)具備再制造產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的企業(yè)已超過2000家。另?yè)?jù)估算，2018年再制造發(fā)動(dòng)機(jī)10萬臺(tái)、自動(dòng)變速箱20萬臺(tái)、轉(zhuǎn)向機(jī)2000萬只，整個(gè)汽車零部件再制造行業(yè)交易額或超過300億元。

    再制造的其中一項(xiàng)重要技術(shù)就是表面處理工程，使用的方法包括離子技術(shù)、激光技術(shù)、電弧噴射技術(shù)等，其中以新興的激光技術(shù)最為活躍，激光表面處理或者說激光再制造，已成為金屬產(chǎn)品修復(fù)的一個(gè)重要方法。在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間，激光再制造在全球激光學(xué)術(shù)界都受到很大關(guān)注，歐洲、美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)家都有深入研究，并廣泛用于航空航天、國(guó)防軍工，以及民用產(chǎn)品上。我國(guó)在科研上雖然晚了一些，但是技術(shù)水平逐漸追趕了發(fā)達(dá)國(guó)家水平，清華大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、江蘇大學(xué)、蘇州大學(xué)，以及中科院下屬機(jī)構(gòu)，部隊(duì)下屬研究機(jī)構(gòu)等科研單位做了大量工作，并為我國(guó)培養(yǎng)了大量激光再制造的年輕科研人才。

我國(guó)激光再制造現(xiàn)狀

    在我國(guó)，激光再制造的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有20多年的時(shí)間，技術(shù)越發(fā)成熟。如今掌握這方面技術(shù)的企業(yè)已經(jīng)遍布山東、遼寧、江蘇、湖北、廣東、陜西、河北、河南等多個(gè)省市。由于激光再制造普遍用于石化、冶金、電力、鐵路、機(jī)械、汽車、航空、船舶等重工業(yè)，因此目前主要應(yīng)用是以長(zhǎng)江以北地區(qū)較多，市場(chǎng)份額也是北方占據(jù)較多。

    較早的應(yīng)用可能是從中科院金屬所、清華大學(xué)、江蘇大學(xué)等科研單位承接社會(huì)產(chǎn)業(yè)需求，定制化地給解決方案。后來，一批企業(yè)陸續(xù)進(jìn)入激光再制造，提供激光熔覆、激光表面硬化、激光淬火、激光沖擊噴丸等工藝，為許多礦山機(jī)械、工程機(jī)械、石化等帶來了極大的便利。

目前從事激光再制造的代表企業(yè)

    據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)從事激光再制造的民用企業(yè)大約40-50家，規(guī)模大的已經(jīng)數(shù)億元，而小的則在千萬元以下。全年我國(guó)激光再制造的產(chǎn)值超過25億元，服務(wù)修復(fù)各個(gè)產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)品價(jià)值數(shù)百億元，為我國(guó)減少了許多重要行業(yè)的損失。在軍工方面的裝甲軍備、艦船等也有很多應(yīng)用，目前難以統(tǒng)計(jì)。

    激光再制造給許多核心零部件產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)診斷、治療、修復(fù)，讓產(chǎn)品煥然一新，重新投入工作，這項(xiàng)技術(shù)的貢獻(xiàn)巨大。跟激光切割一樣，激光再制造在我國(guó)已經(jīng)發(fā)展了二十多年，然而今天激光切割裝備年產(chǎn)值有數(shù)百億元，從事的企業(yè)近千家。這就有一個(gè)疑問：為什么同樣是較早發(fā)展的激光再制造規(guī)模仍然這么小？這個(gè)問題也是困擾從事激光再制造企業(yè)家多年的難題。在一般應(yīng)用技術(shù)基本成熟的情況下，如何才能推進(jìn)激光再制造的市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大是當(dāng)前最重要的問題。

激光再制造拓展的難題

    激光再制造應(yīng)用規(guī)模在拓展過程中，會(huì)遇到以下幾個(gè)難題：

    1）技術(shù)門檻高。從事激光再制造，不像激光打標(biāo)設(shè)備、切割設(shè)備那樣湊足部件組裝出來就能用，再制造的設(shè)備有一定的技術(shù)門檻，特別是熔覆工藝的噴粉、熔覆頭以及光輸出能量的調(diào)試都是有難度的。目前從事激光再制造的企業(yè)里，大部分都是已經(jīng)做了很多年，有一定的技術(shù)積累。有些企業(yè)也許也想介入?yún)⑴c，但是由于技術(shù)不過關(guān)是無法進(jìn)入的。

    2）個(gè)性化加工為主，難以批量化。激光再制造或者說激光修復(fù)目前承接都是修理金屬部件的作用，而這些金屬部件磨損部位不同，常常都是要求單個(gè)加工，而且形狀各異，對(duì)三維修復(fù)、夾具固定的設(shè)計(jì)要求也高。這一點(diǎn)上，二維激光鋼板切割基本上一套設(shè)計(jì)通用。所以激光切割很容易實(shí)現(xiàn)批量化工作，而激光再制造很難批量化。

    3）激光器與核心設(shè)備價(jià)格高。目前激光再制造一般采用較高的功率：4KW, 6KW甚至10KW。早期較多使用CO2激光器，近些年高功率輸出半導(dǎo)體激光器也逐漸增加了。軸流CO2激光器比較成熟，但是高功率的產(chǎn)品總價(jià)也不會(huì)太低，而高功率半導(dǎo)體激光器許多依賴外國(guó)進(jìn)口，主要是Laserline, Dilas, Trumpf, Lasertel等幾個(gè)公司，價(jià)格稍稍昂貴，國(guó)產(chǎn)的半導(dǎo)體激光器也有幾家公司，價(jià)格稍低，然而目前出貨量并不是很大，難以與光纖激光器相比。再加上其他組成部件，全套的激光再制造設(shè)備價(jià)格不菲。一般的中小企業(yè)，熔覆修復(fù)的需求不持續(xù)的話，很難會(huì)去投資這么大購(gòu)買全套的激光再制造設(shè)備，這也是導(dǎo)致激光再制造產(chǎn)值不大的原因。所以，未來激光熔覆修復(fù)的發(fā)展方向，很可能會(huì)走地區(qū)加工站服務(wù)模式，就像家里電器壞了，就在附近找個(gè)店維修。

    4）激光再制造推廣不足，知名度低。其實(shí)在再制造的技術(shù)里，激光的使用只是其中一個(gè)類型，還有鍍層、熱噴涂、等離子注入、化學(xué)熱處理等技術(shù)。激光再制造在長(zhǎng)期一段時(shí)間里停留在科研層面較多，實(shí)用少，推廣不足，人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的認(rèn)識(shí)不夠，這也是導(dǎo)致激光再制造市場(chǎng)使用不夠的一個(gè)重要原因。