隨著激光技術在傳統(tǒng)工業(yè)應用逐漸增多，修船行業(yè)正在積極探索應用激光技術替代相關工藝。激光清洗和激光熔覆，就是目前最具發(fā)展前景的兩個應用領域。不過，業(yè)界人士認為，這些新技術要實現(xiàn)全面替代同樣存在不小的困難。找準切入點，推動協(xié)同創(chuàng)新，是加快修船行業(yè)應用激光技術的有效途徑。

激光清洗已經實現(xiàn)商用

據(jù)介紹，激光清洗技術是一項基于激光與物質相互作用效應的新技術。激光器發(fā)射的光束被需要進行處理的表面上的污染物層吸收。大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體(高度電離的不穩(wěn)定氣體)，進而產生沖擊波，沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。

友聯(lián)船廠(蛇口)有限公司創(chuàng)新發(fā)展研究中心主任劉鶴介紹說，相比機械摩擦、化學腐蝕、噴砂、超聲波等傳統(tǒng)工業(yè)清洗工藝，激光清洗具有不損傷基材、無油污、低噪音、可實現(xiàn)精確定位清洗、激光源使用壽命長、無藥劑和耗材、自動化程度高等特點，能夠滿足除銹、除漆、除油、除積碳、除氧化層附著物等修船生產需要，適用于金屬、陶瓷、玻璃、復合材料等各類基材。

自2017年年初開始，為加快推進綠色修船，招商局工業(yè)集團旗下船企與激光清洗高科技企業(yè)開展戰(zhàn)略合作，通過聯(lián)合研發(fā)、知識產權共享的方式，研制船舶專用激光綜合清洗系統(tǒng)，共同推進激光清洗技術的應用。截至2018年12月，200瓦、500瓦、1000瓦產品已經發(fā)布，實現(xiàn)了產品系列化、槍頭系列化、出光多樣化，在冷卻、光纖傳輸、自動化配套等方面形成了豐富的定制化方案。這些設備在機電車間進行了反復試驗，涵蓋了20種應用場景以及8種形狀零件。除碳鋼深銹的清除效率較低、激光無法照射的孔腔難以清洗外，激光清洗幾乎可以全部勝任其余清洗任務。

激光熔覆應用還可擴展

據(jù)上海交通大學機械與動力工程學院副教授鄧琦林介紹，激光熔覆技術是通過在受損的零件表面添加新的合金粉末，并利用高能密度的激光束使之與零件基體熔合在一起，在零件表面形成與其為冶金結合的熔覆層的技術。與電鍍、噴涂工藝相比，激光熔覆修復的零件變形小、結合力強、材料選擇范圍廣，涂層性能好，無廢氣、廢水、廢渣排放。

目前，激光熔覆技術在修船行業(yè)中主要用于柴油機、推進系統(tǒng)中工件和其他泵、閥、軸的修復。廣州泰格激光技術有限公司高級項目經理張紅亮舉例說，船用曲軸形狀不規(guī)則、工況復雜、造價昂貴、制造周期長，軸頸磨損、裂紋、擦傷、腐蝕、燒傷是其常見損傷。在通常的修復工藝中，降級使用(加厚瓦)會造成輸出功率降低，電鍍工藝不符合環(huán)保要求，噴焊工藝容易造成變形，鍍鐵工藝會造成不可重復修復。激光熔覆技術則不存在以上這些問題。

展望激光熔覆技術在修船中的應用，張紅亮表示，激光表面改性強化、激光現(xiàn)場修復、激光高速熔覆、激光3D打印還有擴展的空間。例如，利用功能材料可實現(xiàn)工件表面性能的定制，完全改變零件的表面性能，以“再制造”理念大幅延長修復后的產品使用壽命。

協(xié)同創(chuàng)新加快應用步伐

應用激光技術，無疑是修船產業(yè)升級的一個重要可選項。業(yè)界人士分析，中國修船企業(yè)的外部環(huán)境發(fā)生改變，環(huán)境保護和職業(yè)健康等相關法規(guī)對修船企業(yè)的要求日趨嚴格。中國修船行業(yè)的環(huán)保警鐘再次敲響，國內修船企業(yè)面臨著巨大的環(huán)保整改壓力。2017年，以安徽省為例，該省191家修船企業(yè)中，已拆除資質手續(xù)不全、設施設備陳舊、技術工藝落后的企業(yè)94家，停產退市的企業(yè)7家，而剩余的90家企業(yè)也在努力抓緊整改。

不過，應用激光技術也存在許多障礙。“只有在傳統(tǒng)工藝無法完成修復時，船企才會想到將部件送往相關激光技術企業(yè)修理。”業(yè)界人士舉例說，由于激光技術的成本高、船企業(yè)務量少且不穩(wěn)定，激光熔覆的加工價格對船企來說“高不可攀”。另外，應用激光技術還需要解決一些技術問題，如提高效率、實現(xiàn)車間現(xiàn)場加工等。

業(yè)界人士建議，推動建立產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟，是加快修船行業(yè)激光技術應用的有效手段。形成船東、船廠、服務商、設備商、材料商和研究院所等各方聯(lián)合開發(fā)、優(yōu)勢互補、利益共享、風險共擔的技術創(chuàng)新平臺，才能共同突破產業(yè)發(fā)展的技術瓶頸。同時，要找準激光技術和修船生產的切入點、結合點，掌握核心技術，建立標準及規(guī)范。

技術創(chuàng)新應鼓勵多樣化發(fā)展

近年來，面對日益嚴峻的環(huán)保挑戰(zhàn)和激烈的競爭壓力，修船企業(yè)大力開展技術創(chuàng)新活動，努力培育發(fā)展新動能。新型環(huán)保水霧噴砂除銹、超高壓水除銹、激光清洗等技術和設備均已取得不錯的應用效果。在滿足自身生產需要的同時，相關修船企業(yè)還須以新技術、新設備商用為目標，努力推動修船行業(yè)的技術進步�？梢灶A見，未來針對一項傳統(tǒng)工藝的技術創(chuàng)新將越來越多。鼓勵創(chuàng)新行為多樣化，多種技術路線并行，是當前修船技術升級關鍵期的必由之路。

首先，修船企業(yè)創(chuàng)新行為本身就具有多樣性。有實力的修船企業(yè)研發(fā)全新的工藝和設備，并不是隨機或空想確定一個突破方向，必然依賴已有的經驗和條件進行決策。由于各自情況不同，修船企業(yè)中會產生多種技術路線。例如，解決干式噴砂所帶來的環(huán)保問題，完全不用磨料的超高水除銹和水霧、磨料相結合的水霧噴砂除銹都具有獨到之處。強化和突出企業(yè)技術創(chuàng)新的主體地位，就應當鼓勵修船企業(yè)因地制宜、多點突破。

其次，技術創(chuàng)新的一個重要特點，就是結果的不確定性。修船企業(yè)當前的主流工藝和技術，是數(shù)十年來不斷演化和發(fā)展的結果。其間，有的技術和工藝被淘汰，有的則被廣泛使用并持續(xù)改良。在工藝和技術迫切需要出現(xiàn)顛覆性革新的情況下，多樣化的技術升級路徑可以為修船產業(yè)整體技術的躍升留出更大空間。真正能夠為修船企業(yè)提升競爭優(yōu)勢的工藝和技術，必將釋放出強大的生命力。

當然，修船行業(yè)技術創(chuàng)新應避免低效率的重復投資。目前，相關技術創(chuàng)新活動多為修船企業(yè)聯(lián)合外部專業(yè)設備商的個體行動。由于行業(yè)信息溝通和協(xié)調工作不足、基礎和共性技術研究薄弱等原因，這些研發(fā)投資存在效率不高、重復投資的可能。從市場空間來看，修船行業(yè)新技術、新設備的應用規(guī)模有難以打破的“天花板”，向其他行業(yè)滲透也難度不小。因此，要舉全行業(yè)之力，推動基礎性、關聯(lián)性、系統(tǒng)性工作的開展。例如此前行業(yè)組織發(fā)布《關于綠色修船的科技大綱(建議稿)》，就是促進技術創(chuàng)新的有效舉措。

(新媒體責編：wb001)