近日，依托中国科学院西安光学精密机械研究所孵化的硬科技公司中科中美官宣，正式向市场推出8000W级超高速激光熔覆设备，填补了国产自主大功率超高速激光熔覆的空白，向未来国产自主超高速激光熔覆设备突破万瓦迈出了坚实的的一步。此前公司已成功推出国产首台6千瓦内孔高速激光熔覆设备，引领行业进入了“激光内孔修复技术”新时代。为我国钢铁、石油、化工、电力、铁路、船舶、矿山、航空的等领域的设备表面涂层和损坏修复提供了先进的加工工具。

我国每年因设备损坏经济损失逾千亿元

历经几十年的发展，我国制造业从“一无所有”，发展成为享誉全球的“制造业大国”。如今我国制造业正由“制造业大国”转向“制造业强国”。在此过程中，国外大批的高精尖设备引入我国，应用于钢铁、航空航天、船舶、煤炭等各领域。设备历经长周期复杂工况条件下的服役，因腐蚀、磨损和疲劳等因素，所有设备均存在使用中的损伤或失效，部分设备处于报废或带病工作状态。而常规的技术和工艺方法不能进行设备修复，也不敢轻易动及关键的、价值贵重的设备，稍有失误将可能造成设备失效和损坏。我国至今拥有数万亿元的设备资产，每年因磨损、腐蚀及失效或报废引发产线停产造成的损失愈千亿元。

超高速激光熔覆技术将革命性替代传统的涂层工艺

在煤矿、石油开采、电力、船舶、纺织、钢铁等工业制造领域，机械设备受高温、高湿、酸碱环境影响，普遍会出现腐蚀、磨损等损伤。为延长使用寿命，一般会在工件外表镀一层特殊的粉末涂层，以提高对热度、潮湿、侵蚀性化学物质及金属碎屑和飞溅物的抗腐蚀、抗损伤性能。目前市面上普遍采用电镀、热喷涂及堆焊工艺进行处理。电镀工艺大到高铁轮船装备，小至钥匙、纽扣，已涉及工业生活的方方面面，占据了工业制造表面处理的半壁江山。但电镀会产生严重的“三废”污染，即水污染、大气污染及固体废物污染，对人体和环境危害巨大。电镀过程中产生的硬镀铬废水含有大量的铬离子，毒性大，可引起人体呼吸系统损害、内脏损伤、皮肤溃疡。我国电镀行业每年排放近4亿吨含重金属的废水、5万吨固体废物、3000亿立方米酸性废气。仅以北京市为例，每年排放450万吨含重金属废水，近千吨的固体废物和危险废物。热喷涂及堆焊工艺与电镀类似，也属于传统型污染制造工艺，对人体健康及环境影响都较大。

如今在煤矿、石油开采、电力、船舶、纺织等工业制造领域，随着环保部门的不定期、高频率的检查，电镀、热喷涂等传统镀层生产线的使用率越来越低，环保压力日益趋紧。迫切需要一种环保、高效的金属表面处理工艺来全面替代。超高速激光熔覆因效率高、节能环保、无污染，成为了最理想的替代工艺，将最有希望成为革命性替代传统的镀层工艺。

超高速激光熔覆较电镀工艺优势明显：人力成本低（加工20000㎡构件电镀需要140人，超高速激光熔覆6-10人）；初期投入成本低；镀层效果好。高速激光熔覆与喷涂相比，粉末与基材融合效果好，结合力更强。镀层更致密、组织更细小、成分更均匀、耐蚀性和耐磨性更好。激光熔覆技术目前已在在钢铁冶金、工程机械、石油器械、航空航天等行业广泛应用，正在逐步替代传统电镀、电喷涂、电堆焊等传统工艺。

激光熔覆技术已成为投资热点领域

20世纪80年代伴随着激光技术和材料技术的发展，激光熔覆技术出现并获得初步了发展，2015年以来该行业获得爆发式增长。国内各大科院机构（中科院、机械研究总院、煤炭科学技术研究院、清华大学、北京航空航天大学、华中科技大学）以及煤炭机械、工程机械、造纸、汽车、航空航天、军工、船舶制造等各大头部企业对该项技术持续性投入和研究，激光熔覆技术已发展为与3D打印技术并列的投资热点领域。已被列为我国“中国制造2025”的重大战略规划发展方向之一。

激光熔覆不仅可以使损伤的设备零部件恢复外形尺寸,还可以使其使用性能达到甚至超过新品的水平。是重大工程装备修复新的发展方向。目前超高速激光熔覆技术已率先在煤机行业实现了大批量应用，其他行业在逐步验证实用阶段。据煤炭业内人士统计，预计未来激光熔覆工艺将替代70%电镀工艺市场份额。并指出，产业发展前景非常广阔，激光熔覆加工产业的产值可达1900亿元。激光熔覆技术作为激光再制造产业的核心应用必将大规模产业化并取得巨大的社会效益。

超高速激光熔覆将实现万瓦级新突破

超高速激光熔覆作为一种最新的金属表面功能涂层制造技术，具有较高的熔覆效率、较好的涂层平整度和较低的综合成本，得到了市场的高度认可。超高速激光熔覆的特点是“薄、平、快”，对新品制造或者对涂层厚度的要求较低（<1.0mm）时，具有其他工艺无法比拟的优势。目前市场上高速激光熔覆的激光功率主要在4000W-6000W的功率水平。

据中科中美创始人段开椋介绍，公司独家推出的8000W级超高速激光熔覆设备，是利用全球独家拥有的中心送粉技术，可以完全解决大功率设备熔覆喷头长时间工作的安全性、可靠性问题。2021年前后将会推出超万瓦功率的超高速激光熔覆设备。

据了解，目前超高速激光熔覆设备国内参与企业不多，整个行业处于培育阶段，无上市公司，主要参与企业包括德国的弗劳恩霍夫、亚琛科技、中科煜宸、辉锐光电、必盛激光、镭速激光等几家企业，市场占有率目前无具体数据统计。大多数企业外采激光器，再集成熔覆设备，没有核心部件的自主研发实力。普遍是低功率激光熔覆表面熔覆工艺设备，无法有效解决大功率超高速激光熔覆设备安全、长时间稳定运行的难题及内孔熔覆的应用。

随着国产超高速激光熔覆技术的进一步升级，各行业应用规模的倍数增长，未来万瓦级以上超高速激光熔覆设备将为钢铁、冶金、煤机、机械、磨具等领域设备的金属表面处理和修复提供更为先进的工具。加快对传统金属表面镀层工艺的全面替代，助力国家“碳达峰、碳中和”目标的实现。