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解決方案
中國激光產業走出“紙上談兵”
2021-01-09
研究領域的論文處于世界領先水平，而產業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。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：中國激光產業正處于逆水行舟的關鍵時刻，只有積極推進產業化，參與國際競爭與合作才能快速發展，稍有遲緩即會重蹈微電子產業受制于人的覆轍。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 產業小
１９６０年，世界上第一臺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。科研人員發表兩篇論文、出一項成果就算完了，而激光器在工業上究竟怎么用，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，每臺賣到３７萬美元，賺取了大量利潤。
師夷長技：突圍產業應用困局
在全球，激光已被廣泛應用于工業生產、通訊、信息處理、醫療衛生、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、激光醫療、激光檢測等新興產業，近年來激光對傳統工業尤其是裝備制造業的改造發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，裝備制造業是各個工業化或后工業化國家的主導產業，但它在中國制造業中的比重還不到３０％，遠低于美國的４１．９％、日本的４３．６％、德國的４６．４％，這導致了我國工業結構升級趨緩。因此，國家提出要振興老工業基地的戰略，關鍵就是看裝備制造業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大國，提升我國制造業技術水平迫在眉睫。但是，我國制造業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，我國的技術發展往往采取跟蹤戰略，是一種“引進、落后、再引進、再落后”的不良循環，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，業內專家認為，這是中國激光加工產業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，這一重大產業突破也為國內制造業提升了核心競爭力：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，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“中國造”，不僅使中國激光加工產業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，中國激光加工產業在沉默了數十年后終于厚積薄發：利用激光對出土文物進行清洗與保護，利用水柱導光實現硅片的精密切割，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工藝的面貌，同時使自身獲得了更廣闊的發展空間。此類案例在我國制造業領域比比皆是，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。據最新統計分析，使用激光表面改性技術，全國冶金行業每年就可降低成本２０億元以上。
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