激光技術(shù)成為先進(jìn)制造業(yè)的核心驅(qū)動(dòng)力，中科中美高速激光熔覆技術(shù)

來源：中科中美

在科技迅猛發(fā)展的浪潮中，激光技術(shù)成為先進(jìn)制造業(yè)的核心驅(qū)動(dòng)力，深刻重塑各行業(yè)生產(chǎn)格局。其中，高速激光熔覆技術(shù)憑借其顯著優(yōu)勢(shì)，成為材料表面改性與修復(fù)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，備受關(guān)注。在這場(chǎng)科技角逐中，中科中美激光科技有限公司憑借深厚科研底蘊(yùn)和不懈技術(shù)攻堅(jiān)，脫穎而出，成為引領(lǐng)激光增材制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的中堅(jiān)力量。

1、高速激光熔覆技術(shù)：先進(jìn)制造的革新力量
高速激光熔覆技術(shù)以高能量密度激光束為熱源，將特制金屬合金粉末精準(zhǔn)熔覆于金屬基體表面。在激光能量作用下，將粉末迅速熔化并快速凝固，在基體表面形成與基體呈冶金結(jié)合、致密均勻且厚度可控的涂層。該涂層不僅能顯著提升工件耐磨、耐腐蝕、耐高溫及抗氧化性能，還能修復(fù)磨損或加工失誤的工件尺寸，極大增強(qiáng)工件性能，有效延長其使用壽命。

與傳統(tǒng)的 TIG 電弧增材、超高速火焰噴涂、等離子噴涂和電鍍硬鉻等技術(shù)相比，高速激光熔覆技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯：單涂層厚度薄，可實(shí)現(xiàn)精細(xì)表面處理；冶金結(jié)合確保涂層與基體高強(qiáng)度結(jié)合；熱影響區(qū)小，最大限度減少對(duì)基體材料性能的影響；表面平整度高，可減少后續(xù)加工工序；無污染，符合現(xiàn)代綠色制造理念，是當(dāng)之無愧的先進(jìn)表面改性技術(shù)。

中科中美激光科技有限公司 2012 年孵化于中國科學(xué)院西安光機(jī)所，自誕生便肩負(fù)科技創(chuàng)新使命。公司創(chuàng)始人段開椋，四川大學(xué)光學(xué)博士，中國科學(xué)院西光所研究員，國家 863 “十一五“先進(jìn)個(gè)人，2013年帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功推出我國首臺(tái)千瓦級(jí)工業(yè)光纖激光器，為我國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

自成立以來，中科中美堅(jiān)守自主創(chuàng)新道路，在高功率激光產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)深耕，累計(jì)申請(qǐng)專利 50 余項(xiàng)，這些專利成果是公司技術(shù)實(shí)力的有力證明，也是推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要力量。

高速激光熔覆是 2017 年年末出現(xiàn)的新技術(shù)。2018年，中科中美成功研制并推出我國首臺(tái)高速激光熔覆裝備，第一時(shí)間打破了國外產(chǎn)品技術(shù)壟斷，使同類型國外產(chǎn)品價(jià)格暴跌 80%，大幅降低國內(nèi)企業(yè)采購成本，推動(dòng)高速激光熔覆技術(shù)在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。經(jīng)過多年發(fā)展，高速激光熔覆技術(shù)在我國已成熟，參與企業(yè)有數(shù)十家，但功率水平多在萬瓦以下的水平。在萬瓦以上功率，關(guān)鍵部件高速激光熔覆頭的耐用性、可靠性降低，壽命縮短，無法滿足工業(yè)化應(yīng)用。

自2022 年起，中科中美獨(dú)家推出萬瓦高速激光熔覆設(shè)備，林州重機(jī)（股票代碼 002535）油缸液壓支柱的內(nèi)、外壁激光熔覆使用了中科中美十幾臺(tái)10KW高速激光熔覆設(shè)備。萬瓦高速相對(duì)于6000W高速具有效率高、涂層結(jié)合力強(qiáng)、容易控制裂紋等優(yōu)勢(shì)，但在冶金行業(yè)，重型軋輥表面常需厚涂層、高硬度、高耐磨的涂層，10KW熔覆設(shè)備仍難以勝任。為此，中科中美2025年又推出 15KW 和 20KW 的高速激光熔覆設(shè)備。

此外，目前市場(chǎng)上的高速激光熔覆設(shè)備均為熔粉設(shè)備，無工業(yè)級(jí)大功率熔絲設(shè)備。德國與國內(nèi)個(gè)別廠家開發(fā)了 6000W 以下的熔絲設(shè)備，但熔覆效率和設(shè)備可靠性遠(yuǎn)未達(dá)到工業(yè)級(jí)水平，市場(chǎng)上的絲材應(yīng)用都是使用電弧技術(shù)。為此，中科中美經(jīng)過多年技術(shù)功關(guān)，2024下半年推出了 10KW熔絲設(shè)備，填補(bǔ)了行業(yè)空白。2025年推出了15KW熔絲設(shè)備。奠定了國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)的國際領(lǐng)先地位。

綜上，中科中美的萬瓦級(jí)熔粉設(shè)備和萬瓦級(jí)熔絲設(shè)備均處于國際領(lǐng)先水平。特別是萬瓦熔絲設(shè)備不僅可用于激光熔覆和激光堆焊，還可用于激光焊接和激光 3D 打印。中科中美對(duì)我國乃至全球增材（再）制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展都將起到巨大的促進(jìn)作用。

2、中科中美增材技術(shù)：三大核心優(yōu)勢(shì)構(gòu)筑行業(yè)壁壘

（1）獨(dú)有的中心送粉技術(shù)
在萬瓦級(jí)激光熔覆（熔粉）領(lǐng)域，中科中美憑借卓越的自主創(chuàng)新能力，成功攻克激光輸出、光束整形等技術(shù)難關(guān)，走出一條與歐美完全不同的技術(shù)發(fā)展路徑，開創(chuàng)性地采用了獨(dú)有的中心送粉技術(shù)。這一技術(shù)突破源于中科中美長期的技術(shù)沉淀以及深厚的專業(yè)背景，充分彰顯了其在行業(yè)內(nèi)的技術(shù)領(lǐng)先地位。而市場(chǎng)上多數(shù)廠家均采用歐美的同軸送粉技術(shù)（環(huán)形或多路送粉方式），這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中弊端明顯，特別是萬瓦功率水平下局限性愈發(fā)突出，通常只能在 6000W 功率水平工作，易出現(xiàn)粘粉、堵粉等問題，影響設(shè)備正常運(yùn)行，縮短設(shè)備關(guān)鍵部件使用壽命，旁軸送粉熔覆頭一般僅能維持幾個(gè)月有效工作壽命。所以許多設(shè)備廠家的12000瓦熔覆設(shè)備又重回傳統(tǒng)的寬光斑普通激光熔覆范疇。中科中美自主研發(fā)的中心送粉激光熔覆頭，由于粉、光通道的特殊性，結(jié)構(gòu)合理，制冷效果高效，即使在萬瓦級(jí)水平，其穩(wěn)定性、可靠性仍然很高。在實(shí)際應(yīng)用中，該熔覆頭可多年穩(wěn)定工作，無需頻繁更換，大幅降低設(shè)備維護(hù)成本，提高生產(chǎn)效率。

中科中美自主研發(fā)的中心送粉技術(shù)，堪稱萬瓦以上高速激光熔覆的不二之選。當(dāng)下，在國內(nèi)眾多企業(yè)中，唯有中科中美成功掌握了這一核心技術(shù)，憑借這一獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，中科中美在萬瓦級(jí)激光熔覆（熔粉）設(shè)備市場(chǎng)上脫穎而出，成為行業(yè)翹楚。其技術(shù)實(shí)力不僅助力企業(yè)自身發(fā)展，更為我國激光熔覆技術(shù)的蓬勃發(fā)展與廣泛應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)有力的技術(shù)支撐，推動(dòng)著行業(yè)不斷邁向新高度 。

（2）領(lǐng)先的萬瓦級(jí)中心送絲激光熔覆技術(shù)
在萬瓦級(jí)中心送絲激光熔覆技術(shù)領(lǐng)域，中科中美獨(dú)占鰲頭。國外同類型技術(shù)大多仍處于 6000W功率瓶頸期，熔覆效率低，每小時(shí)僅能熔絲 1 - 2 公斤左右。中科中美憑借深厚技術(shù)積累與創(chuàng)新攻堅(jiān)，成功解決萬瓦熔絲的種種技術(shù)難題，2024年下半年成功推出的 10KW 工業(yè)級(jí)中心送絲激光熔覆設(shè)備，2025年又推出工業(yè)級(jí)15KW 中心送絲激光熔覆設(shè)備。這些熔絲設(shè)備熔覆過程穩(wěn)定，抗煙塵能力強(qiáng)，熔覆效率高，每小時(shí)最高能熔近 10 公斤焊絲，是國內(nèi)外同類技術(shù)效率的數(shù)倍。

從成本效益看，激光熔絲技術(shù)相較傳統(tǒng)熔粉技術(shù)具有顯著成本優(yōu)勢(shì)。經(jīng)測(cè)算，采用中科中美激光熔絲技術(shù)可幫客戶削減 30% - 50% 的粉末成本，對(duì)追求成本控制與效益最大化的企業(yè)極具吸引力。

在管道、油缸內(nèi)壁熔覆等特殊應(yīng)用場(chǎng)景中，市場(chǎng)主流的激光熔粉技術(shù)弊端盡顯。熔覆過程產(chǎn)生大量廢粉和煙塵，加劇光學(xué)鏡片損耗，頻繁更換鏡片增加成本，且涂層易出現(xiàn)氣孔，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。中科中美激光熔絲技術(shù)則無煙塵和廢粉困擾，為管道、油缸內(nèi)壁激光熔覆提供更契合的解決方案。

與市場(chǎng)現(xiàn)有激光熔絲技術(shù)相比，中科中美中心送絲技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著。當(dāng)前市場(chǎng)熔絲設(shè)備存在明顯局限性，絲徑適用范圍普遍僅能熔 1.2mm 以下絲材，限制了應(yīng)用靈活性，面對(duì)粗絲加工任務(wù)力不從心。而中科中美中心送絲技術(shù)是行業(yè)革新者，其亮點(diǎn)之一是能讓絲材均勻吸收激光能量，絲徑適用范圍廣泛，可涵蓋 1.2mm - 3.2mm，能輕松應(yīng)對(duì)常規(guī)細(xì)絲加工和特殊粗絲作業(yè)，完美契合各類復(fù)雜生產(chǎn)需求，為企業(yè)材料選擇賦予更多自由。

在加工效率和能源利用方面，中科中美中心送絲技術(shù)表現(xiàn)出色。加工無需預(yù)熱，節(jié)省大量時(shí)間成本，避免預(yù)熱過程能源消耗，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，為企業(yè)提升生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本提供有力支持。

此外，中科中美中心送絲技術(shù)在加工方向上突破傳統(tǒng)限制，無方向性，應(yīng)用領(lǐng)域得到極大拓展。不僅可完美應(yīng)用于激光熔覆，還能在激光堆焊、激光焊接和激光 3D 打印等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。這種跨領(lǐng)域應(yīng)用能力打破傳統(tǒng)行業(yè)界限，讓激光技術(shù)在更廣闊工業(yè)制造領(lǐng)域大放異彩，為推動(dòng)激光技術(shù)在多領(lǐng)域深度應(yīng)用和創(chuàng)新發(fā)展開辟新道路。

（3）高效的萬瓦激光絲材 3D 打�。ㄖ行乃徒z）
目前，金屬 3D 打印領(lǐng)域，鋪粉激光 3D 打印技術(shù)應(yīng)用較普遍。金屬絲材 3D 打印雖可借助電弧、電子束等技術(shù)，但這些技術(shù)存在一系列弊端：

• 精度與表面質(zhì)量欠佳：成型過程難以精準(zhǔn)控制材料沉積位置與形態(tài)，打印成品尺寸精度難達(dá)高標(biāo)準(zhǔn)，表面粗糙，有明顯紋路與凹凸不平，常需大量后續(xù)加工工序打磨修整。

• 設(shè)備成本高昂：設(shè)備需配備復(fù)雜精密部件，如電子束 3D 打印設(shè)備需高真空系統(tǒng)、電子槍等，制造難度大，后期維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高。

• 工作效率低下：為保證打印穩(wěn)定性與成型質(zhì)量，打印速度受限，難以滿足大規(guī)模、高效率生產(chǎn)需求。電弧 3D 打印為確保電弧穩(wěn)定與材料充分熔化，打印速度通常較慢。

• 工作環(huán)境要求嚴(yán)苛：電弧 3D 打印產(chǎn)生強(qiáng)光、高溫與飛濺物，電子束 3D 打印涉及輻射防護(hù)等問題，需配備專業(yè)防護(hù)設(shè)施與良好通風(fēng)、屏蔽環(huán)境，增加場(chǎng)地建設(shè)與運(yùn)營成本。

相比之下，激光熔絲技術(shù)用于金屬 3D 打印優(yōu)勢(shì)明顯，但受限于當(dāng)前市場(chǎng)激光熔絲技術(shù)不成熟，激光熔絲 3D 打印尚未大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。中科中美推出的萬瓦激光熔絲技術(shù)為激光絲材 3D 打印帶來新發(fā)展機(jī)遇。這一技術(shù)有望突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，提升打印精度、效率與質(zhì)量，降低成本及對(duì)打印條件的環(huán)境要求，為金屬 3D 打印技術(shù)發(fā)展開辟新道路，推動(dòng)行業(yè)邁向新發(fā)展階段。

十幾年來，中科中美始終堅(jiān)守以自主核心技術(shù)驅(qū)動(dòng)企業(yè)發(fā)展的理念，腳踏實(shí)地專注于技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品打磨與品牌塑造。從當(dāng)前市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)來看，下游制造業(yè)對(duì)高性能材料和先進(jìn)制造技術(shù)的需求正持續(xù)攀升，中國激光熔覆市場(chǎng)規(guī)模也隨之迅猛擴(kuò)張。在此機(jī)遇下，中科中美將繼續(xù)發(fā)揮其先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，憑借高品質(zhì)產(chǎn)品和完善的服務(wù)體系，全方位推動(dòng)中國高速激光熔覆技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，進(jìn)一步加快市場(chǎng)拓展步伐。一方面，鞏固自身在國內(nèi)市場(chǎng)的領(lǐng)先地位；另一方面，積極布局全球，致力于在全球高速激光熔覆細(xì)分領(lǐng)域樹立起行業(yè)標(biāo)桿，引領(lǐng)全球技術(shù)發(fā)展潮流，讓中國的激光熔覆技術(shù)閃耀在世界舞臺(tái) 。

隨著 deepseek、哪吒動(dòng)畫等一系列中國創(chuàng)新技術(shù)在全球成功破圈，越來越多中國科技企業(yè)憑借自主創(chuàng)新技術(shù)實(shí)力在國際舞臺(tái)嶄露頭角。單純技術(shù)模仿與抄襲無法擺脫二流企業(yè)困境。唯有創(chuàng)新，才能超越歐美，對(duì)于科技型企業(yè)來說，唯有堅(jiān)定不移秉持技術(shù)創(chuàng)新，持續(xù)深耕核心技術(shù)，才能在激烈全球競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，贏得國內(nèi)外市場(chǎng)的尊重與認(rèn)可。