异物清除、设备清洗：原来激光还能这样用

文/ 邓顺英 张玉莲

▲ 低功率绿色清洗设备

▲ 中高功率绿色清洗设备

1100千伏的高压线上有气球缠绕，可能引发大面积停电。近日，中国航天科工四院接到了紧急求助电话。随后四院技术人员仅仅用30秒就精准定位并一次性清除了气球，客户当场订购了两台同款设备。

这款抢手的设备，是国内首台基于光纤激光器的输电线路多功能激光异物远程清除仪，是四院最新研制的军民融合型激光装备。

近年来，四院积极推动军民技术融合，大力研发智慧激光、绿色环保激光设备，在激光精密切割、增材制造、光纤传感、激光清洗、激光焊接、激光测量、医疗检测等领域，实现了激光设备高效与精密的完美结合。其中，多种设备为国内首创，打破国外垄断。

国内首次的激光设备

多功能激光异物远程清除仪利用激光辐照材料时产生的热效应，可实现20～120米内对高压输电线路的异物如塑料薄膜、风筝、气球、广告条幅等进行清除，与传统的清除方式相比，操作简便，无污染。

“设备有良好的环境适应性，可在人员密集、车流量大的复杂环境以及风雨等特殊环境下远程作业，不停电、不伤电线，保证人员安全。电池续航能力超过1小时，体积小，移动方便。”该设备的主管设计师于海龙介绍道。

激光清洗机利用激光能量使设备、工件表面的油污、锈斑、涂层瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除表面附着物或表面涂层等。

项目负责人何崇文博士介绍说：“激光清洗与传统的机械清洗技法、化学清洗法、超声波清洗法不同，它不需要破坏臭氧层的CFC类有机溶剂，清洗过程中无污染，无噪声，对人体和环境无害，是一种真正的绿色清洗技术。”

该清洗设备目前有手持式清洗、全自动清洗工作站、智能机器人清洗等用户订制产品。系列清洗设备采取模块化设计，各部件独立工作，可以配置成自动化清洗工作站，也能独立到户外移动操作。

一块6英寸的硅晶圆片上，有上千个手机、电脑用的微型芯片，要把这些比头发丝还细的芯片切割分开，用四院首创的激光精密切割设备就能精准地切割下来，速度快，不伤芯片。“激光精密切割设备采取了新型激光源，精准高效低成本，我们的客户大数据统计显示，用我们的设备，一年能节省费用1000万元以上。”项目负责人杨秋松自信地说。

▲ 绿色清洗设备亮相“2017全国双创周”武汉会场

此外，四院的国内首款发电风机叶片激光除冰系统，能对距离目标100～500米处发射激光清除目标物上的覆冰；国内首个卫星用快速控制反射镜装置可实现大范围的快速高精度跟踪。

产品系列化发展

▲ 激光清除异物设备

近年来，四院的激光产品已走向系列化。其研制的全自动激光芯片开封机能够用于激光精密加工，提供电子行业的激光加工整体解决方案，可根据用户要求量身定做，将自动流水线技术与激光加工技术结合，激光设备实现自动识别、自动传送、自动定位、加工、下料、自动数据记录，成为智慧车间的重点一环。该产品打破了国外同类产品的垄断，效率提高40%以上。

其研制的全自动流水线用微小元器件激光打标机，能在绿豆般大小的电容上打标，加工速度快。其开发的全自动激光剥线机，能对直径5毫米以内绝缘层导线进行非接触式激光加工。数控激光切割设备可对钛合金蒙皮进行精确切割；高精度机器人激光焊接设备可进行复杂型面结构厚钛合金激光焊接和激光-TIG填丝复合焊接。

如今，四院已经成为实现规模化生产光纤激光器的高科技企业，也是继美国IPG公司之后全球第二家成功研制并掌握万瓦级光纤激光器核心技术的企业，在激光器泵浦源芯片、特种光纤、光纤光栅、光纤陀螺、核心光学有无源器件等领域，均打破国外的垄断，并占据相当高的市场份额。

此外，四院激光团队还在半导体激光器、传输光缆等高功率光纤激光器核心器件研发方面取得了长足进步，并先后研制出我国第一台25瓦脉冲光纤激光器产品，第一台100瓦、1000瓦、4000瓦、6000瓦和10000瓦连续光纤激光器产品并形成批量化生产，实现国产光纤激光器产品从无到有的突破。

据了解，为发展激光技术，中国航天科工集团有限公司以四院为依托，组建成立了武汉光谷航天三江激光产业技术研究院，投资 24 亿元建设激光科技园，联合 23 家国内高校和行内优势单位成立了国家级激光装备创新联盟。航天科工四院副院长、激光研究院董事长伍晓峰说，“十三五”期间将投入20 亿元用于激光研发，在“能量激光”与“信息激光”中的产业应用进行布局，打通光纤激光器全产业链。★