異物清除、設備清洗：原來激光還能這樣用

文/ 鄧順英 張玉蓮

▲ 低功率綠色清洗設備

▲ 中高功率綠色清洗設備

1100千伏的高壓線上有氣球纏繞，可能引發大面積停電。近日，中國航天科工四院接到了緊急求助電話。隨后四院技術人員僅僅用30秒就精準定位并一次性清除了氣球，客戶當場訂購了兩臺同款設備。

這款搶手的設備，是國內首臺基于光纖激光器的輸電線路多功能激光異物遠程清除儀，是四院最新研制的軍民融合型激光裝備。

近年來，四院積極推動軍民技術融合，大力研發智慧激光、綠色環保激光設備，在激光精密切割、增材制造、光纖傳感、激光清洗、激光焊接、激光測量、醫療檢測等領域，實現了激光設備高效與精密的完美結合。其中，多種設備為國內首創，打破國外壟斷。

國內首次的激光設備

多功能激光異物遠程清除儀利用激光輻照材料時產生的熱效應，可實現20～120米內對高壓輸電線路的異物如塑料薄膜、風箏、氣球、廣告條幅等進行清除，與傳統的清除方式相比，操作簡便，無污染。

“設備有良好的環境適應性，可在人員密集、車流量大的復雜環境以及風雨等特殊環境下遠程作業，不停電、不傷電線，保證人員安全。電池續航能力超過1小時，體積小，移動方便。”該設備的主管設計師于海龍介紹道。

激光清洗機利用激光能量使設備、工件表面的油污、銹斑、涂層瞬間蒸發或剝離，高速有效地清除表面附著物或表面涂層等。

項目負責人何崇文博士介紹說：“激光清洗與傳統的機械清洗技法、化學清洗法、超聲波清洗法不同，它不需要破壞臭氧層的CFC類有機溶劑，清洗過程中無污染，無噪聲，對人體和環境無害，是一種真正的綠色清洗技術。”

該清洗設備目前有手持式清洗、全自動清洗工作站、智能機器人清洗等用戶訂制產品。系列清洗設備采取模塊化設計，各部件獨立工作，可以配置成自動化清洗工作站，也能獨立到戶外移動操作。

一塊6英寸的硅晶圓片上，有上千個手機、電腦用的微型芯片，要把這些比頭發絲還細的芯片切割分開，用四院首創的激光精密切割設備就能精準地切割下來，速度快，不傷芯片。“激光精密切割設備采取了新型激光源，精準高效低成本，我們的客戶大數據統計顯示，用我們的設備，一年能節省費用1000萬元以上。”項目負責人楊秋松自信地說。

▲ 綠色清洗設備亮相“2017全國雙創周”武漢會場

此外，四院的國內首款發電風機葉片激光除冰系統，能對距離目標100～500米處發射激光清除目標物上的覆冰；國內首個衛星用快速控制反射鏡裝置可實現大范圍的快速高精度跟蹤。

產品系列化發展

▲ 激光清除異物設備

近年來，四院的激光產品已走向系列化。其研制的全自動激光芯片開封機能夠用于激光精密加工，提供電子行業的激光加工整體解決方案，可根據用戶要求量身定做，將自動流水線技術與激光加工技術結合，激光設備實現自動識別、自動傳送、自動定位、加工、下料、自動數據記錄，成為智慧車間的重點一環。該產品打破了國外同類產品的壟斷，效率提高40%以上。

其研制的全自動流水線用微小元器件激光打標機，能在綠豆般大小的電容上打標，加工速度快。其開發的全自動激光剝線機，能對直徑5毫米以內絕緣層導線進行非接觸式激光加工。數控激光切割設備可對鈦合金蒙皮進行精確切割；高精度機器人激光焊接設備可進行復雜型面結構厚鈦合金激光焊接和激光-TIG填絲復合焊接。

如今，四院已經成為實現規模化生產光纖激光器的高科技企業，也是繼美國IPG公司之后全球第二家成功研制并掌握萬瓦級光纖激光器核心技術的企業，在激光器泵浦源芯片、特種光纖、光纖光柵、光纖陀螺、核心光學有無源器件等領域，均打破國外的壟斷，并占據相當高的市場份額。

此外，四院激光團隊還在半導體激光器、傳輸光纜等高功率光纖激光器核心器件研發方面取得了長足進步，并先后研制出我國第一臺25瓦脈沖光纖激光器產品，第一臺100瓦、1000瓦、4000瓦、6000瓦和10000瓦連續光纖激光器產品并形成批量化生產，實現國產光纖激光器產品從無到有的突破。

據了解，為發展激光技術，中國航天科工集團有限公司以四院為依托，組建成立了武漢光谷航天三江激光產業技術研究院，投資 24 億元建設激光科技園，聯合 23 家國內高校和行內優勢單位成立了國家級激光裝備創新聯盟。航天科工四院副院長、激光研究院董事長伍曉峰說，“十三五”期間將投入20 億元用于激光研發，在“能量激光”與“信息激光”中的產業應用進行布局，打通光纖激光器全產業鏈。★