具有易操作、非接觸、高效高質(zhì)、節(jié)能環(huán)保等突出優(yōu)點(diǎn),被譽(yù)為“萬(wàn)能加工工具”“未來(lái)制造系統(tǒng)共同的加工手段”;作為20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一,激光技術(shù)如今正引領(lǐng)著先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展,也帶來(lái)了巨大的產(chǎn)業(yè)商機(jī)。當(dāng)前,激光與增材制造產(chǎn)業(yè)已被納入廣東省重點(diǎn)培育發(fā)展的十大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群之一,目標(biāo)到2025年打造營(yíng)收超1800億元的產(chǎn)業(yè)集群。
據(jù)南都科創(chuàng)記者觀察,這也是廣東在該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量均拿下全國(guó)第一后,迎來(lái)的首個(gè)省級(jí)重磅專題支持政策。此外,基于激光與增材制造業(yè)本身具備加持其他制造業(yè)發(fā)展的特點(diǎn),“十四五”期間,廣東這個(gè)全球制造業(yè)中心,向智造中心邁進(jìn)的步伐將加快,以高端產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ),構(gòu)建以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局將十分可期。
3D打印模型,3D打印是激光技術(shù)重要的制造業(yè)應(yīng)用之一。南都記者 趙炎雄 攝
曬產(chǎn)業(yè)家底
廣東已成全國(guó)激光與增材制造最大產(chǎn)業(yè)基地
激光與原子能、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)共同被視為20世紀(jì)的現(xiàn)代四項(xiàng)重大發(fā)明,而與其他前沿技術(shù)不同,在激光領(lǐng)域我國(guó)的科研項(xiàng)目幾乎與國(guó)外同時(shí)起步,處在同一起跑線上。早在2005年國(guó)家發(fā)布的《中國(guó)中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中,就將激光技術(shù)列為2006-2020期間重點(diǎn)發(fā)展的前沿技術(shù)之一。
綜合公開信息顯示,我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)主要有四大區(qū)域集群,分別是中西部地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)、珠三角地區(qū)和環(huán)渤海區(qū)域。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期,以武漢為代表的中西部地區(qū)激光產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期領(lǐng)先,這與武漢優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)學(xué)研資源密不可分。
珠三角激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。由于毗鄰港澳,海運(yùn)發(fā)達(dá),出口便利,珠三角地區(qū)的激光產(chǎn)業(yè)早早面向海外市場(chǎng),出口額常年占到全國(guó)的三成以上,這也為廣東孕育出眾多優(yōu)秀的激光產(chǎn)業(yè)民營(yíng)企業(yè)創(chuàng)造了條件。
據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2019年底,廣東省激光產(chǎn)業(yè)的企業(yè)數(shù)量及產(chǎn)業(yè)規(guī)模均已超過(guò)湖北省,成為全國(guó)最大的產(chǎn)業(yè)基地。2019年廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量均占全國(guó)30%以上,相關(guān)企業(yè)營(yíng)收超900億元,累計(jì)擁有10余家上市企業(yè),年?duì)I收超1億元的企業(yè)90余家、超1000萬(wàn)元的企業(yè)1000余家。其中激光產(chǎn)業(yè)中上游產(chǎn)值約340億元,占全國(guó)約34%。大量高科技、高活力的民營(yíng)企業(yè),成為廣東省激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大特色和動(dòng)力源泉。
產(chǎn)業(yè)化方面,增材制造技術(shù)(3D打?。┦墙陙?lái)迅速發(fā)展的激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重要領(lǐng)域。廣東省也不遑多讓,已拿下國(guó)內(nèi)激光和增材制造產(chǎn)業(yè)雙料冠軍。據(jù)了解,廣東省增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)張迅速,2015年僅為20多億元,2019年已超過(guò)60億元,年均增長(zhǎng)超過(guò)三成,擁有企業(yè)數(shù)量接近全國(guó)的一半,遠(yuǎn)超北京、浙江、湖北、陜西等省市。
2018年廣州3D打印展上,瞬間掃描后即可復(fù)制黑豹面具。南都記者 譚慶駒 攝
隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大,目前廣東在該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)不斷完善,初步形成了激光與增材制造材料、掃描振鏡、激光器、整機(jī)裝備、應(yīng)用開發(fā)、公共服務(wù)平臺(tái)等協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈。這些產(chǎn)品的應(yīng)用推廣,將成為驅(qū)動(dòng)廣東省新一代信息技術(shù)、高端裝備制造等發(fā)展的核心“動(dòng)力源泉”。
發(fā)展新機(jī)遇
廣東首次出臺(tái)專題支持政策,2025年目標(biāo)1800億
高端制造業(yè)離不開政策的引導(dǎo)和支持。
2020年9月,廣東省科技廳牽頭省發(fā)改委、工信廳等5部門編制印發(fā)了《廣東省培育激光與增材制造戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃(2021-2025年)》)(以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)計(jì)劃》)?!凹す馀c增材制造”產(chǎn)業(yè)成為廣東省重點(diǎn)培育發(fā)展的十大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群之一。對(duì)于廣東的激光與增材制造產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),這也是行業(yè)首次迎來(lái)省級(jí)的專題支持政策。
《行動(dòng)計(jì)劃》于2020年9月發(fā)布
《行動(dòng)計(jì)劃》首次針對(duì)激光與增材制造產(chǎn)業(yè)提出了四大發(fā)展目標(biāo),圍繞發(fā)展目標(biāo)制定了六大重點(diǎn)任務(wù),并提出推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的七大重點(diǎn)工程。《行動(dòng)計(jì)劃》提出,計(jì)劃期內(nèi)產(chǎn)業(yè)規(guī)模要保持全國(guó)領(lǐng)先,到2025年,產(chǎn)業(yè)營(yíng)收將超過(guò)1800億元,培育形成年?duì)I收超50億元的企業(yè)5家以上,超10億元的企業(yè)30家以上的龍頭骨干企業(yè)。
針對(duì)廣東省激光與增材制造已形成全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的情況,《行動(dòng)計(jì)劃》對(duì)上、中、下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)作出了明確表述。其中對(duì)于下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)指出,要推動(dòng)激光智能裝備、增材制造高端裝備等應(yīng)用產(chǎn)品研制,推動(dòng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的深度融合與創(chuàng)新應(yīng)用。
此外,《行動(dòng)計(jì)劃》還對(duì)廣東省激光與增材制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)做出了明確規(guī)劃,并大力支持核心技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)學(xué)研合作以打造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新策源地。
華南理工大學(xué)教授楊永強(qiáng)在接受南都科創(chuàng)記者采訪時(shí)表示,在激光和增材制造領(lǐng)域,廣東非常注重應(yīng)用發(fā)展,尤其是在科技布局和規(guī)劃方面,對(duì)應(yīng)用基礎(chǔ)研究投入了大量經(jīng)費(fèi)。在2014年到2017年這幾年間,廣東省專門實(shí)施了增材制造的重大專項(xiàng),這幾年也在持續(xù)支持。并且,廣東作為制造大省,有著廣泛的產(chǎn)業(yè)需求,可以較好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)需求帶動(dòng)科研發(fā)展。放眼全國(guó),廣東在該領(lǐng)域研發(fā)和市場(chǎng)相互促進(jìn)發(fā)展方面具有很強(qiáng)的實(shí)力。
據(jù)介紹,過(guò)去廣東省科技廳主要通過(guò)重大專項(xiàng)支持增材制造產(chǎn)業(yè),后來(lái)按照科技部戰(zhàn)略布局,結(jié)合廣東省實(shí)際的產(chǎn)業(yè)情況,把激光和增材制造放在一起進(jìn)行支持。
楊永強(qiáng)認(rèn)為,此次這種明確的新興產(chǎn)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃出臺(tái),將改變過(guò)往兩個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展各自為戰(zhàn)、難以形成合力的局面,會(huì)引導(dǎo)、推動(dòng)激光和增材制造行業(yè)邁向新的臺(tái)階?!缎袆?dòng)計(jì)劃》符合國(guó)家發(fā)展政策和廣東省的實(shí)際情況,可以引導(dǎo)這個(gè)行業(yè)向更高端以及大規(guī)模批量應(yīng)用的方向發(fā)展,也能吸引研究團(tuán)隊(duì)和社會(huì)資金的注入,形成聚集作用。
匯智獻(xiàn)策
“從1到N”還要破解這些關(guān)鍵問(wèn)題
激光技術(shù)具有的一系列優(yōu)勢(shì),在先進(jìn)制造領(lǐng)域已有越來(lái)越多的應(yīng)用需求。以3C電子產(chǎn)品為例,更輕、更薄、更便攜是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師不斷追求的目標(biāo),對(duì)產(chǎn)品的高集成化、高精密化要求不斷升級(jí),而這正是激光技術(shù)的用武之地。
廣東地區(qū)由于制造業(yè)發(fā)達(dá),巨大的OEM產(chǎn)業(yè)空間以及對(duì)激光加工的需求,激光設(shè)備廣泛應(yīng)用到幾乎所有的行業(yè),大到宇宙飛船、飛機(jī)、導(dǎo)彈、汽車、造船等大型行業(yè),小到出版印刷、商標(biāo)、logo、成衣玩具等各行各業(yè),包羅萬(wàn)象,使廣東特別是珠三角成為全國(guó)最大的激光應(yīng)用市場(chǎng)。
2019年11月26日。大灣區(qū)工博會(huì)在深圳國(guó)際會(huì)展中心召開,圖為展出的金屬3D打印工業(yè)設(shè)備。南都記者 趙炎雄 攝
廣東省激光行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)邵火在接受南都科創(chuàng)記者采訪時(shí)表示,激光技術(shù)孕育孵化新應(yīng)用的能力很強(qiáng),能夠不斷與其他技術(shù)融合創(chuàng)造新應(yīng)用和新產(chǎn)業(yè),具有突出的產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)性特征。激光制造應(yīng)用是激光產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的主要方向,包括激光切割與激光焊接、激光表面工程、激光增材制造、激光修復(fù)與再制造和激光微納制造等5類。
不過(guò),盡管“從1到N”是激光技術(shù)自發(fā)展開始就被頻繁提及的美好愿景,但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,包括增材制造技術(shù),都還尚未真正實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用,其中還有許多關(guān)鍵問(wèn)題亟須解決。
據(jù)邵火介紹,與先進(jìn)國(guó)家相比,我國(guó)激光產(chǎn)業(yè)仍在多方面處于落后地位:缺乏原創(chuàng)和能對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生革命性、突變式進(jìn)步的技術(shù),大部分處于跟蹤的階段;高品質(zhì)高穩(wěn)定激光器、高功率激光加工頭和外光路系統(tǒng)主要依賴進(jìn)口,系統(tǒng)集成的智能化欠缺;某些核心技術(shù)如控制軟件等,一直難以取得突破,制約了激光產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升。
楊永強(qiáng)也表示,在高端產(chǎn)品以及一些關(guān)鍵零部件方面確實(shí)存在一些“卡脖子”的問(wèn)題,比如高端的激光器、光學(xué)振鏡等,還比較依賴于國(guó)外技術(shù)。不過(guò),這幾年來(lái)政府和企業(yè)都加大了對(duì)這一領(lǐng)域的研究布局,比如廣東省科技廳從2018年就開始支持光學(xué)元器件的重點(diǎn)研發(fā),現(xiàn)在市場(chǎng)上涌現(xiàn)出了一些質(zhì)量不錯(cuò)的國(guó)產(chǎn)替代品,在不久的將來(lái),國(guó)產(chǎn)高端產(chǎn)品很有可能會(huì)趕超國(guó)外水平。
當(dāng)前還有哪些新興的激光技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)值得深挖?邵火認(rèn)為,激光技術(shù)是一項(xiàng)極強(qiáng)的滲透性的基礎(chǔ)性技術(shù),未來(lái)隨著制造業(yè)升級(jí)和智能制造的推進(jìn),智能激光技術(shù)應(yīng)用與裝備將會(huì)有更大的需求,以及激光微加工、激光精密加工的需求也會(huì)大增。另外,激光顯示、激光雷達(dá)、激光清洗的技術(shù)越來(lái)越成熟,市場(chǎng)不可估量。
邵火表示,為了完成《行動(dòng)計(jì)劃》的預(yù)定目標(biāo),需要繼續(xù)推進(jìn)廣東省激光與增材制造重大科技專項(xiàng)計(jì)劃,加大力度克服產(chǎn)業(yè)中的“卡脖子”問(wèn)題。同時(shí)希望廣東省設(shè)立激光與增材制造產(chǎn)業(yè)基金,支持行業(yè)的優(yōu)質(zhì)中小企業(yè)、細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè)的發(fā)展。希望廣東省及相關(guān)各地級(jí)市抓緊加強(qiáng)激光產(chǎn)業(yè)園建設(shè),通過(guò)激光產(chǎn)業(yè)園建設(shè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺(tái),打通激光與增材制造產(chǎn)業(yè)鏈,形成產(chǎn)業(yè)聚群。
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