深度分析：激光清洗行（háng）業的（de）現狀與未來（lái）

當今的製造業發（fā）展迅（xùn）猛，各種（zhǒng）機械、電子產品（pǐn）的應用規模均大（dà）為（wéi）增長。但這（zhè）些設備在裝（zhuāng）配之前以（yǐ）及運行一段時間之後（hòu），都需要進行一些維護，其中就包括對部分材料或部件進行清洗。傳統的清洗（xǐ）工（gōng）藝如機械摩擦清洗、化學腐蝕清洗、強力衝擊清洗、高頻超聲清洗等，非常耗（hào）時，無法實（shí）現自動化，而且（qiě）通常對環境造成（chéng）有害（hài）影響。同時，也沒（méi）有測量清潔效果的可靠方法。與之相比，激光清洗具有（yǒu）無汙染、無消耗品、成本低、效率（lǜ）高、無接（jiē）觸、無應力、無損傷（shāng）、可控性好、可選區精密清（qīng）洗、可（kě）清洗難以到達的危險的區域等優點，被認為是未來最可靠、有效的解決清洗問題的辦法。

作（zuò）用機理
激光（guāng）清洗是利用窄脈寬、高功率密度的激光作用於待清洗物表麵，在快速光振動、汽化、分解和等離子（zǐ）體剝離等機理（lǐ）的共同作用下，使汙物脫離基底，實現表麵清洗。目前（qián），典型的激光清洗方法主要有三種：激光燒蝕（shí）清洗、液膜輔助激光清洗和激光衝擊（jī）波式清洗方法。在以（yǐ）上三種方法中，激（jī）光燒蝕清（qīng）洗方法的操作條（tiáo）件簡單，使用最廣泛，選擇合適的激光器類型、采用優化的工藝參數可去除各種塗層、油漆、顆粒或汙物。其餘（yú）兩種方法雖然也具有各自（zì）的優點，但目前應用（yòng）仍處於研究階段，沒有大規模推廣。

▲激光清洗原理圖

激光清洗機一（yī）般主（zhǔ）要由（yóu）激光器、光束傳輸（shū）整形單元、自動控製操作係統、清（qīng）洗質量檢測保護單（dān）元、位移平（píng）台等組成。

▲激光清洗機結構圖

應用領域
激光清洗技術研究起步於20世紀80年代中期，但直到20世紀90年代初期（qī）才真正步入（rù）工業生產中，在模具清洗、材料表麵處理、大型裝備與精密機械等除漆除鏽等方麵得到良好的應用（yòng）。此外，歐洲國家普遍保留了大量的曆史（shǐ）物件和（hé）古老建築，許多教堂、城堡、大學（xué）、博物館、雕塑等均（jun1）有數百年甚至（zhì）千年曆史（shǐ），歐洲人十分注重這些“古董”的保護與修複，自1990年代中（zhōng）已經開始把激光清洗技術用（yòng）於考古修複去汙。

國內外現狀
國外激光清洗的去汙範圍非常廣泛（fàn），從厚（hòu）鏽層到激（jī）光表麵微細顆粒都可以去除，已有近30年的使（shǐ）用經驗，在（zài）去汙中涉及激光清（qīng）洗實驗所使用的設備種類也比較多，所用激（jī）光器（qì）的波長範（fàn）圍廣。但激光清洗技術的發展不平衡，有些已實現工業化，有（yǒu）的還處於實驗室階段。目前歐美國家的激光清洗市場表現（xiàn）穩定，主要供應商包括P－laser， CleanLaser， Adapt Laser Systems， General Lasertronics，IPG等。具體包括（kuò）激光模具的清洗方麵，已經發展（zhǎn）到1000 W激光手動清洗機；電子線路清洗（xǐ）采用248 nm、3 W、20 ns的激光，已實現工業化；采用248 nm、5 W的納秒紫外光清洗芯片，取得非超好的效果；在光掩膜（mó）領域，紫外激光（guāng）已經完全取（qǔ）代傳統化學清（qīng）洗方法；在激光除鏽、激光除汙染物方麵，已經規模化應用，而且實驗先於理論。另外在（zài）半（bàn）導體領域、磁頭和絕緣體領（lǐng）域已經開始實驗驗證。

我國（guó）激（jī）光清洗技術的研究和設備的開發（fā）起步（bù）晚，基本（běn）上是跟（gēn）蹤國外的發展，雖然在較短時間內取得了一（yī）些成果，但與國外相比還有（yǒu）較大差距。目前從（cóng）事激光（guāng）清洗的科研機（jī）構包括中國工程物理研究院激光聚變中心、裝甲（jiǎ）兵工程學院再（zài）製造中心、哈爾濱工業大學、華中科技大（dà）學、南開大學等。盡管近年學術界激光清洗的研（yán）究文章逐漸增多，清洗材料種類和應用領域逐漸擴大，但（dàn）各領域研究（jiū）發展不平衡，很多問題（tí）尚未解決，例如在某些領域與噴砂清（qīng）洗和化學清洗等傳統工藝相比，激光清（qīng）洗的效率並（bìng）無優勢。

 
▲激光（guāng）清洗在金（jīn）屬表麵除鏽上的應用

國內從事激光清洗設備開發的企業較多，但由於應用較新（xīn），還（hái）需要一段時間來等待市場的成長。大族激光智能裝備集團、華工激光、銘鐳激光等兼做（zuò）清洗設備的，可依靠原有品牌（pái）積累贏得一（yī）些訂單，對初創企業而言就（jiù）較為艱難。相關激光器廠家主要有創鑫激光（guāng）、銳科激光、海富光子（zǐ）、珠西激光、飛博激光、中科四象、國科（kē）激光等，目前國內（nèi）實現高輸出功率為海富光子生（shēng）產的800W激光器，而（ér）創鑫激光正進行1000W激光器的研發，已實現1000W功率輸出的僅有（yǒu）IPG一家。

市場前（qián）景
據市（shì）場調研報（bào）告顯示，2018年，全球激光清洗市場的價值將（jiāng）達到億美元，到2023年這一數值預計將達（dá）到億美元，2018年和2023年之間的複合年增長（zhǎng）率（CAGR）為（wéi）％。據了解，2018年以來各家激光清洗設備公（gōng）司均（jun1）取得了不錯的增長，保守估計上半年的銷售額比去年增長了60％以上。一方麵是因為目前從事激光清洗設備的（de）企業增加，各式機器層出不窮，推動（dòng）價格下降；另一方麵是一些潛在用戶在觀望（wàng）了解後，在今年開始（shǐ）采購激光清洗設備。整體來看，市場處於上升階段，前景廣闊（kuò）。

但需要正視的是（shì），目前我國激光清洗市場還存在一些短板（bǎn）。例如用於清（qīng）洗的國（guó）產激光器技（jì）術和產業化還落（luò）後國外；激光清洗工藝應（yīng）用點很多，但還沒（méi）有形成成熟的體（tǐ）係；還沒有具備指導性的檢測方法、儀器和行業標準。這需要國內相關科研院所、生產企業、終端（duān）應（yīng）用單（dān）位等共同努力，一起解決我國激光清洗行業的難題。