金陽博士

英國利物浦大學(xué)激光加工學(xué)博士，前廣西大學(xué)激光智能制造研究所導(dǎo)師，哈工大助理教授；

英國ALT有限公司董事，英國激光協(xié)會會員；深圳水滴激光科技創(chuàng)始人；

主持多項英國國家科研項目及校企合作項目，在SCI及權(quán)威學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論著二十余篇。

主要研究方向包括激光清洗、超快激光表面微納米加工、超快激光平行多光加工、空間光調(diào)試器光束相位及激光偏振整形等

01

關(guān)于激光清洗技術(shù)

HydroLaser：金陽博士您好！很榮幸能采訪您

金陽博士：

您好您好，我也很高興能接受你們的采訪。

HL：

很高興有這次機會能和您聊聊激光清洗的話題哈，我們都知道您在激光清洗這個領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗，無論是科研工作還是投身行業(yè)一線都有著相當(dāng)?shù)某删汀Ｄ�能先和我們大概分享一下激光清洗這個技術(shù)工藝的原理嗎？

金：

好的。激光清洗工藝本質(zhì)上其實就是用激光能量穿透物體表面，在100飛秒左右物質(zhì)中的電子會開始吸收能量震動，在物質(zhì)表面產(chǎn)生等離子體；大約7-10皮秒之后電子的能量轉(zhuǎn)移到晶格使晶格開始震動，在10皮秒過后物體開始產(chǎn)生宏觀溫度，被激光照射的局部材料這時會開始升溫、熔化、汽化，從而達到清洗的目的。

激光清洗原理

HL：

這個解釋真專業(yè)，不過有點太專業(yè)了（苦笑）。作為行業(yè)小白的普通人，我可以把這個過程大概理解為被清除材料通過激光吸收能量后加熱并瞬間蒸發(fā)汽化 嗎？這樣理解對嗎？

金：

這樣理解也可以（笑），是可以這么說。

02

關(guān)于激光清洗應(yīng)用

HL：

您能跟我們說說目前激光清洗對比傳統(tǒng)的工業(yè)清洗手段都有哪些優(yōu)勢劣勢、具體在應(yīng)用層面上又有哪些不同嗎？

金：

這個如果就應(yīng)用層面來說，說起來就很廣泛了。比如就我目前從事的方向，激光清洗在新車制造領(lǐng)域和檢修維修領(lǐng)域的應(yīng)用來說。

關(guān)于車體焊前焊后清洗，車體表面分層除漆，除銹除油，傳統(tǒng)的清洗方式都有各自的局限性：比如噴砂清洗會造成大量的粉塵污染，若是密閉箱里進行小功率噴砂污染還相對較小，若是在開放空間進行大功率噴砂，會帶來巨大的揚塵困擾。同時噴砂對工人健康的損害也非常嚴(yán)重，矽肺是噴砂工人常見的職業(yè)�。粷穹ɑ瘜W(xué)清洗會有清洗劑殘留，造成環(huán)境污染；干冰清洗成本高昂，次級產(chǎn)物不便回收，國內(nèi)排名在20-30名左右的輪胎廠，采用干冰清洗工藝一年的耗材費用就接近80-120萬，運營成本非常高；超聲波清洗不能去除涂鍍層和亞微米顆粒污染等。

總的來說這些清洗工藝都有各種各樣的不便，無法滿足制造業(yè)清洗環(huán)節(jié)對環(huán)�；蛘咝�率的要求。

HL：

嗯嗯，理解了，傳統(tǒng)的工業(yè)清洗方式確實無法滿足現(xiàn)在中國對制造業(yè)這塊產(chǎn)業(yè)升級的需求啊。那激光清洗呢，它是否能滿足制造業(yè)對清洗工藝的需求？

金：

激光清洗作為一種工具，核心價值是替代現(xiàn)有工業(yè)清洗上有弊端的一些工具。

現(xiàn)在常用的工業(yè)清洗方式像剛剛說的，都有它的優(yōu)缺點。激光清洗首先就技術(shù)層面來說會比傳統(tǒng)清洗工藝更精確和干凈，比如漆層選擇性去除這一應(yīng)用上，激光清洗就可以精確去除到微米級別的某一層，并且去除后表面質(zhì)量達到Sa3級，表面硬度、粗糙度、親疏水性等都能最大限度的原樣保存與此同時，單位成本、能耗、效率和環(huán)境影響等方面基本都更好。這些都是激光清洗對比傳統(tǒng)清洗方式的優(yōu)勢所在。

所以目前激光清洗在航空航天領(lǐng)域，主要在航空發(fā)動機部件清洗、飛機蒙皮清洗；高鐵方面，像輪對清洗、高鐵表面漆層去除、焊前焊后清洗；還有模具類比如汽車輪胎模具、輪胎內(nèi)壁清洗等領(lǐng)域都有應(yīng)用。

 激光清洗在高鐵除漆中應(yīng)用

03

關(guān)于激光清洗市場

HL：可目前激光清洗好像依然還是比較小眾。

金：

是的，目前全球工業(yè)清洗市場規(guī)模約3600億元，而激光清洗只占工業(yè)清洗的1.16%。比重非常小。

HL：既然激光清洗有如此明顯的優(yōu)勢，為什么目前市場接受度不高呢，這方面金陽博士方便和我們講講嗎？

金：

當(dāng)然。激光清洗市場接受度低的原因，基本可以總結(jié)為“不上不下”，我們對低端市場拼不過價格，對高端市場拼不過效率。

一些要求較低的市場，會采用人工打磨來除漆除銹，角磨機只要幾百元，鋼絲刷、刮刀這些成本幾乎可以忽略不計，與這些工具相比，激光清洗機過于昂貴，且體積也過于龐大。

在高端清洗市場，目前在同等成本支出的情況下激光清洗比傳統(tǒng)清洗方式來講效率會更低。像現(xiàn)在船舶大修的除漆工作，船舷漆的面積非常大，有的用化學(xué)清洗，有的用高壓水清洗，也會很多船廠提出想用激光清洗，但目前的激光清洗在效率上還無法達到船廠的要求。

當(dāng)然，單純要提升效率，我們通過疊加功率就可以實現(xiàn)，但功率提升后成本也幾十倍甚至上百倍提升，這意味著高效船舶清洗只能停留在理論，而無法進入工業(yè)化應(yīng)用。歸根結(jié)底，還是性價比問題。

HL：目前市場上最小的激光清洗機大概能做到多小？

金：

目前小型激光清洗機普遍可以做到拉桿箱大小，像我所在的水滴激光科技可以實現(xiàn)A4紙和筆記本電腦大小，用以滿足普通場景的清洗應(yīng)用。

但這還遠遠不夠，我們需要更低的價格、更小的體積。如果我們能做到香煙盒大小的激光清洗機，極致的便攜性和性價比，激光清洗就會成為最常見的加工工具。

HL：那高端市場上，激光清洗未來的方向，金陽博士您覺得大概會往哪方面發(fā)展?

金：

一方面需要開發(fā)高功率的激光清洗設(shè)備，因為功率是效率的基石，我們公司在去年就是憑借自主研發(fā)的國內(nèi)首臺6000W高功率激光清洗設(shè)備拿下國內(nèi)激光行業(yè)最高獎項紅光獎的；

另一方面的思路我們判斷可以通過工藝層面的改進，以較低的成本來解決效率方面問題，在這一塊上目前復(fù)合激光清洗是一個成功的工藝進步的案例；

第三點也是最關(guān)鍵的一點，需要有更多的企業(yè)投身這一市場，量大了整體的成本才能降下來。激光清洗目前并不是在同行業(yè)內(nèi)競爭，而是跨行業(yè)競爭，所有的激光清洗企業(yè)都是同一戰(zhàn)線的，我們需要共同推進產(chǎn)品和工藝的進步，去解決現(xiàn)存的痛點，共同把市場做大。

 高功率清洗設(shè)備是未來方向

HL：明白了，剛剛您提到的工藝上的進步，關(guān)于復(fù)合激光清洗這方面能給我們再詳細講講嗎？

金：

復(fù)合激光清洗就是用連續(xù)激光和脈沖激光進行復(fù)合，先用半導(dǎo)體連續(xù)激光預(yù)熱、軟化材料，再用脈沖激光來剝離表面材料。

拿整體價格接近的純脈沖500W和復(fù)合清洗2300W（連續(xù)2000W+脈沖300W）來對比，我們發(fā)現(xiàn)復(fù)合激光清洗的效率是純脈沖激光清洗的5倍。

就我們公司而言目前已有成熟的2000+300、4000+500、6000+1000復(fù)合激光清洗解決方案。未來也會繼續(xù)探索更高功率的應(yīng)用。

04

關(guān)于激光清洗未來

HL：這么說您還是對激光清洗行業(yè)的未來抱持著充足的信心？

金：

是的，隨著國內(nèi)激光行業(yè)的爆發(fā)，激光器光源價格不斷下降，未來激光清洗整機的價格也會下降。而當(dāng)激光清洗性價比提升后，它的銷量必然也會提高，市場由此逐步增大，人們對激光清洗的認(rèn)知和接受程度也會逐步增加。加上國內(nèi)這些專注于激光清洗的企業(yè)全身心開發(fā)新技術(shù)，找到傳統(tǒng)工藝的新的替代點，我相信激光清洗必將逐步替代傳統(tǒng)清洗。

HL：好的。感謝您的分享，也希望我們中國的激光清洗工藝能越來越好，走進世界前列。

金：

您也辛苦。目標(biāo)雖然還很遠，但相信會有實現(xiàn)一天。我們共同努力。

金陽博士水滴激光研發(fā)部顧問團隊：