研究領域的論文處于世界領先水平,而產業(yè)領域卻要花錢進口設備,這種尷尬的局面長期困撓著中國激光業(yè)。近年來,只要學術會議一碰到“激光”話題,都會聽到專家學者異口同聲的疾呼:中國激光產業(yè)正處于逆水行舟的關鍵時刻,只有積極推進產業(yè)化,參與國際競爭與合作才能快速發(fā)展,稍有遲緩即會重蹈微電子產業(yè)受制于人的覆轍。而隨著近年來噴粉裝置技術、光學鏡片加工技術等一系列重大難題的突破,中國激光加工產業(yè)正開始從眾多國際競爭對手的沖擊中全面“突圍”,逐步走出“紙上談兵”的困局。
尷尬的歷史:論文多 產業(yè)小
?。保梗叮澳辏澜缟系谝慌_紅寶石激光器誕生于美國貝爾實驗室。僅僅1年后,我國第一臺激光器在長春問世。此后40多年,我國激光技術的基礎研究始終緊跟國際頂尖水平,差距并不大。在美國出版的權威學術刊物《國際光學工程學會會報》上,幾乎每期都有四分之一的論文作者是中國人。
然而提起中國激光的產業(yè)化應用,就沒有那么風光了。到2003年底,我國激光加工總產值才12億余元,占全球銷售總額的不到5%;國內高檔激光器、激光成套設備市場長期被國外產品占領。我國現(xiàn)有的600余臺激光切割設備中,絕大部分是進口貨。
那么,制約“瓶頸”在哪里呢?科技部一份調查報告一針見血地指出:我國激光加工產業(yè)與國外相比存在較大差距,關鍵在于科研與生產結合不緊密,許多具有市場前景的成果仍停留在樣機階段??蒲腥藛T發(fā)表兩篇論文、出一項成果就算完了,而激光器在工業(yè)上究竟怎么用,卻很少有人關心和鉆研。由此帶來的后果是:我們在實驗室還有點發(fā)言權,但在實際應用中,特別是尖端領域則被別人牽著鼻子走。也就是說,真正帶來效益的部分被我們不經意地放棄了。久而久之,基礎研究陷于“紙上談兵”,底氣也不足了。最典型的案例就是我國研制的YAG激光治療機,原來只是一根裸光纖,而國外研制出側向輸出的光纖與之相配后,就成為治療前列腺肥大的專用機,再加上尿道鏡和電視顯示系統(tǒng),每臺賣到37萬美元,賺取了大量利潤。
師夷長技:突圍產業(yè)應用困局
在全球,激光已被廣泛應用于工業(yè)生產、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事及文化教育等領域,并形成了激光音像、激光通訊、激光加工、激光醫(yī)療、激光檢測等新興產業(yè),近年來激光對傳統(tǒng)工業(yè)尤其是裝備制造業(yè)的改造發(fā)揮著越來越重要的作用。
但由于激光加工設備制造技術長期滯后,目前國內100%的光纖制造設備、80%的石油化工裝備都被進口產品擠占,每年要花費6000多億元從國外進口設備。中國工程院院士孫家廣指出,裝備制造業(yè)是各個工業(yè)化或后工業(yè)化國家的主導產業(yè),但它在中國制造業(yè)中的比重還不到30%,遠低于美國的41.9%、日本的43.6%、德國的46.4%,這導致了我國工業(yè)結構升級趨緩。因此,國家提出要振興老工業(yè)基地的戰(zhàn)略,關鍵就是看裝備制造業(yè)如何借助激光加工技術提升整體水平。
隨著國際經濟一體化進程加快,特別是我國逐步成為全球的制造業(yè)大國,提升我國制造業(yè)技術水平迫在眉睫。但是,我國制造業(yè)對尖端激光加工設備的應用仍處于初級階段。僅以激光切割機為例,美國投入使用的已有25000臺,而我國不過600余臺。正是基于這一判斷,自2001年以來,國際知名的激光切割機制造廠商紛紛登陸中國,設立組裝廠,把生產、銷售和服務貼近中國用戶。
對此,“中國光學之父”王大珩院士曾分析說,我國的技術發(fā)展往往采取跟蹤戰(zhàn)略,是一種“引進、落后、再引進、再落后”的不良循環(huán),以致于步步落后,而理想的引進模式則應是“引進、消化、吸收”,努力使國外的技術為我所用,否則總是被動挨打。
不久前,第一批“中國造”的高性能激光切割機成功推出,業(yè)內專家認為,這是中國激光加工產業(yè)開始從眾多國際競爭對手的沖擊中全面“突圍”的重要標志。
與此同時,這一重大產業(yè)突破也為國內制造業(yè)提升了核心競爭力:買同等質量水平的機器,以往進口得花400多萬元人民幣,而國產產品如今只要260萬元人民幣。有關專家認為,這實際上是對“師夷長技以制夷”的最好闡釋,好比把運動員送到國外培養(yǎng),最終在世界級較量中為祖國拿了一塊份量極重的金牌。
激光應用:將走入尋常百姓家
激光加工尖端設備實現(xiàn)“中國造”,不僅使中國激光加工產業(yè)擁有了與世界頂尖對手平等對話的信心,而且將使激光這個似乎遙不可及的高新技術提速走進平常百姓家。
有了金剛鉆,就敢攬瓷器活,中國激光加工產業(yè)在沉默了數(shù)十年后終于厚積薄發(fā):利用激光對出土文物進行清洗與保護,利用水柱導光實現(xiàn)硅片的精密切割,利用激光檢測水果甜度和果肉軟硬程度,實現(xiàn)非金屬材料焊接,以及激光美容技術深受越來越多女性的青睞等,都反映出激光技術與其它學科的融合以及應用領域范圍的不斷擴大。
激光正在若干領域內急速改變著傳統(tǒng)工藝的面貌,同時使自身獲得了更廣闊的發(fā)展空間。此類案例在我國制造業(yè)領域比比皆是,例如南昌齒輪廠采用激光焊接齒輪生產線,滿足依維柯中巴變速箱六檔齒輪需求;武漢鋼鐵公司采用激光焊接設備,攻克了自上世紀70年代以來該廠硅鋼薄板鋼卷“帶廢”出廠的產品質量難關。據最新統(tǒng)計分析,使用激光表面改性技術,全國冶金行業(yè)每年就可降低成本20億元以上。