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大族激光是國內激光產業的龍頭企業，其發展的一舉一動都備受業界關注。大族激光產品線是非常多元化的，從高功率到短脈沖小功率激光加工裝備，以及各種激光相關核心器件等都有涉及。公司非常重視研發投入，在引進人才以及產學研合作方面也做得很出色，陳根余教授便是其中最典型的代表。

陳根余目前擔任大族激光科技產業集團股份有限公司鈑金裝備事業部副總經理、總工程師，大族激光科技產業集團股份有限公司副總工程師。湖南大學機械與運載工程學院教授、博導，激光技術與制造裝備研究所所長。深圳市科技領軍人才。

問題：

您從事的科研領域包括激光智能裝備，汽車激光加工，激光切割、焊接、微細加工，高功率激光器件，3D打印等。您的主要方向是高功率激光加工，請您談談目前國內高功率激光加工產業的現狀？國內高功率激光加工設備與國外的水平對比，有何優劣之處？

答：目前國內高功率激光加工產業主要涉及高功率激光切割、焊接、淬火、熔覆、3D打印等等。

到2016年，國內高功率激光切割產業可以說是走過了黃金10年，實現了產值和利潤雙豐收。經歷了高功率CO2激光切割裝備的鼎盛時期，見證了光纖和碟片激光切割快速發展過程，特別是光纖激光的出現，使激光切割進入“平民化”時代，這也是大族激光對激光產業的貢獻。記得我尊敬的導師，國內高功率激光切割、焊接裝備的開拓者李力鈞教授曾經說過，他有一個夢想：要讓激光切割這種特種加工設備變成能買得起的普通加工設備。李教授是想通過核心器件攻關并國產達到這個目的，在他老人家有生之年辛勤耕耘以及他弟子們的共同努力下見證了他夢想的實現。國產高功率激光切割成套設備相比國外在性價比、售后服務上占據優勢。在高功率切割用CO2激光器上，雖然國內一度由于大族、科威晶等制造商及湖南大學、華中科技大學等一批院所的努力，縮小了與國外的差距，高功率切割用CO2激光器可替代國外產品。但目前切割用的高功率固體激光器還有差距，機床的關鍵傳動件、傳感器、光學配件一定程度依賴進口。還有就是國內的商業模式主要通過價格戰掠奪市場份額，而不是通過核心技術攻關贏得市場。這些都值得國人深思和努力。

激光作為優質熱源，焊接時熱輸入量只是普通弧焊的1/50-1/100，在控制熱變形上具有本質的優勢，還具有適應性強等很多特點。目前激光焊接主要是應用于較大批量的生產，這點與激光切割正好相反，設備基本屬于定制，工藝相對復雜。整個汽車行業占高功率激光焊接的50%以上，如果包括航空航天、機車、海工等運載工具行業所占比例更高；能源行業應用逐漸增多。基于湖南大學傳統研究優勢，大族激光在汽車零部件，包括車身零部件、發動機、傳動系統中難焊接材料占據優勢，在能源及其它行業厚板焊接中處于領先地位。由于高功率焊接設備基本屬于定制設備，在提供總體解決方案上國內廠家明顯占據優勢，其工藝研究某些方面甚至超越發達國家水平，如大族在大型圍筒厚板激光焊接中的成功讓美國人折服，說道：之前我們是你們的老師，現在你們是我們的老師；ITER核心部件的內部無飛濺激光焊接的突破，使得俄羅斯人一直想來大族學習。華科的汽車總成釬焊工藝打破國外的壟斷。但國內一些專門化的零部件生產線顯得經驗不足，更高功率的激光器、智能化核心器件國產化率低。

激光淬火、熔覆，甚至合金化在我國材料基礎較差的情況下，市場一直需求旺盛，10多年前由于以武漢金石凱為代表的國產橫流激光器當時在世界上占有一席之地，帶動了一波淬火、熔覆的研發、應用的小高潮，各院所與之相關的論文數量曾為世界之最。但由于CO2激光為遠紅外光，波長較長，且高功率CO2激光基本只能固定光路傳輸等劣勢，出現了停滯。目前由于固體激光器，特別是半導體激光器的成熟，在淬火、熔覆這一領域又帶來新的活力，但這次沒有這么幸運，因為光源核心技術主要由國外掌握，因此國內主要在工藝研發，設備集成及服務占據優勢。相對激光切割，甚至焊接，目前激光淬火、熔覆還是小眾市場，通過不斷工藝創新，核心器件研發，有望擴大市場份額。

3D打印是近年的熱詞，其實在90年初我國就開始類似這方面的研究，眾所周知叫快速成型，我也有接觸。10多年后發展停滯，有材料、工藝、需求多方面的原因。當今人們個性化需求增加，極端高性能零部件需求明顯，在美國這個世界創新技術發源地的鼓動下，我國開展全民運動式的研究方興未艾，熱錢大量涌入，國內很多科研院所和多家公司參與這一大浪潮中。湖南大學聘請我的師爺，美國工程院院士、密西根大學的Mazumder（馬忠德）教授到湖南大學任職，引進“青年千人”宋立軍；大族激光也相繼成立3D打印事業部和鈑金裝備事業部的3D打印中心，分別提供非金屬和金屬3D設備和總體解決方案。大族鈑金裝備事業部目前可提供金屬3D打印的七大類設備，特別是三維五軸聯動的大幅面3D打印設備是國內唯一能提供的。由于3D打印基本屬于個性化定制，工藝研發占據較大比例，國內不輸國外，北航的王華明院士的3D打印技術就獲得國家技術發明獎一等獎。但是在材料方面與國外相差較大，預計不久將來有一次大洗牌，主要在航空航天、能源、醫療行業做得好的企業，能提供設備、材料、工藝總體解決方案的企業會成長起來。有國家的強力支持，相信在一些壟斷性行業的3D打印應用可以得以發展。