俗语说得好——“新三年旧三年，缝缝补补又三年”。衣服尚且如此，何况几百万乃至上千万的设备呢。重金设备破损后，缝缝补补便靠“激光再制造技术”了！下面就让我们来探探这一技术的究竟。#激光#

激光再制造技术是近年兴起的绿色制造技术，年国务院颁布的《中国制造》指出，要大力发展再制造产业，实施高端再制造、智能再制造、在役再制造，推进产品认定，促进再制造产业持续健康发展。国家政策的大力扶持为再制造业注入活水。

起源和原理

再制造是废旧产品高技术维修的产业化，最初发源于军方的武器维修。再制造具有显著的“绿色”特征，它既是一种能源的节约型制造，又是一种保护环境的绿色制造。

再制造对环境的贡献表现在：避免废旧件的回炉对环境造成的二次污染；减少零部件后续制造过程的能源消耗和对环境的污染和危害；减少报废设备的直接堆放对环境造成的固体垃圾污染；通过技术改造可提高产品的绿色程度[1]。

激光再制造的基础技术是激光熔覆，金属零件的再制造方式主要是激光多层熔覆。激光能使粉末和部分基体物质熔化，凝固成一层层相互熔合的冶金结构，形成具有特定性能的合金零件。在此过程中伴随有传热、辐射、对流、固化及可能的结晶等物理化学变化，是十分复杂的非平衡短时冶金过程[2]。

工艺流程

再制造与生活中常说的维修有很大区别。维修指的是在产品的使用阶段为了使其保持良好的技术状况以及正常运行而采取的技术措施，具有随机性、原位性和应急性的特点。再制造是指将大量报废产品集中回收到工厂进行拆卸与检测，选择出具备足够剩余寿命的废旧零部件作为毛坯，采用高新技术手段批量化修复或性能升级，再制造后的产品无论在技术性能上还是在质量上都可以达到甚至超过原新品水平[1]。

激光再制造的具体实施过程为，激光器发出的激光进入同轴送粉工作头，在具有零件原型的CAD/CAM软件支持下，数控系统控制工作台、光路系统和送粉头按指定空间轨迹运动，激光同轴送粉工作头像一支“金属笔”一样，在修复部位逐层熔覆，最后生成与原型零件近形的三维实体[2]。如图所示：

在工业中的应用

1.航空航天行业

激光再制造技术为航空维修提供了新颖独特的解决方案，国内外早已成立了若干个航空发动机再制造企业。美国通用电气公司作为航空航天企业中的龙头大哥，早在年就申请了专利USA，将激光再制造技术应用于发动机叶片的修复，实现了精准的产品外形，并将加工工艺控制得更为精细。

USA说明书附图

中国在激光再制造领域虽然起步较晚，但是近年来相关研究成果如雨后春笋，逐渐在航空航天高精尖行业争得一席之地。例如专利申请CNA涉及一种修复镍基单晶高温合金涡轮叶片叶尖的系统和方法，专利CNA涉及一种航空发动机导流盘的修复工艺，专利CNA涉及一种对钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法，专利CNA涉及一种汽轮机末级叶片的不拆卸修复工艺，专利CNA涉及一种燃气轮机一级喷嘴的修复工艺，专利申请CNA、专利CNA等涉及发动机曲轴激光熔覆修复工艺。

2.汽车行业

我国已经成为名副其实的世界汽车生产、消费和保有量大国，激光再制造技术为汽车的报废处理这一大难题带来了曙光。上海大众联合发展有限公司对桑塔纳轿车发动机进行了再制造，其研发、生产与销售都已初具规模。清华大学加大了对绿色工程技术领域研究的支持力度，并已经和美国的一些先进制造实验室建立了关于绿色设计技术研究的国际合作关系。上海交通大学与美国通用、福特汽车公司合作开展轿车的回收再制造研究。机械科学研究院正在进行清洁生产及车辆的拆卸和回收技术的研究[3]。

在专利方面，激光再制造技术涉及汽车的多个方面，例如专利CNB采用激光再制造技术对汽车减速箱壳体进行修复，使得其耐磨性能和使用寿命均得到大幅提高。专利申请CNA公开了一种汽车再制造轮胎生产工艺，其促进了高速度级汽车轮胎的循环利用。专利申请CNA公开了一种汽车发动机曲轴的激光修复再制造方法，延长了汽车发动机曲轴的使用寿命。专利申请CNA公开了一种汽车车灯再制造工艺，保证了再制造车灯的合格率，具有较高的参考及应用价值。

3.钢铁冶金行业

在钢铁企业中，60%以上的中、大型轧辊依赖进口，而轧辊经过长期挤压会出现腐蚀和磨损，为了保证轧辊修复和环境保护，许多钢铁企业采用激光再制造技术进行修复。

作为中国钢铁企业的领头羊，首钢总公司申请了专利CNA，将激光再制造技术应用到轴套上，实现了熔覆层与基体冶金结合，结合强度大于基材原强度的90％以上，有利于轴套使用寿命的延长。天津大学和攀钢集团钢城企业总公司共同提出的专利申请CNA涉及一种修复冷轧中间辊堆焊工艺，轧辊焊前首先切除疲劳层，而后进行焊前预热、堆焊、焊后热处理。

同时，激光再制造的研究人员还将激光与其他工艺融合，使再制造技术迸发出新的生命活力。比如华中科技大学的专利CNC将激光束与高频电磁感应加热耦合起来，用于轧辊、曲轴等轴类零件以及大型管类零部件的表面强化与修复。

CNC说明书附图

4.船舶和海洋工程行业

海洋蕴藏着丰富的资源，具有广阔的建设空间，随着海洋工业的发展，船舶及大量的海底设施出现裂纹、缺损等缺陷，如不及时维修将会导致整个设施的报废。由于海洋环境的独特性，水下激光再制造技术成为迫切需求。东南大学在年的专利CNB中提出了一种水下设施激光增材修复的装置，采用干式激光增材修复避免了湿法修复产生的修补区域氢脆、寿命低等问题，且超声冲击强化进一步提高了修补后设施的耐蚀性及疲劳抗力，从而延长其使用寿命。

CNB说明书附图

针对船舶航行过程中的应急维修，山东立辉重工有限公司的专利CNB提出了一种舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，实现了激光熔覆与精密加工不同工作方式的有效集成，以及对舰船零部件的激光熔覆与精密加工绿色再制造。

CNB说明书附图

5.其他行业

激光再制造不仅仅可以用于工业设备的修复，还可以用于文物的修复。例如，华中科技大学提交的专利CNB，提供了一种激光焊接修复古编钟的方法，实现通过激光同时修复编钟外观形貌和声音特性的目的。

激光再制造技术像一把工业设备的“美容刀”，让破损的设备旧貌换新颜，其所特有的优势正引起社会各界的广泛

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