激光加工精細(簡述激光加工過程)
在鬆山湖材料實驗室光子製造團隊的工作間內(nei) ，各種“大塊頭”設備整齊排列，組成了一條頗具規模的生產(chan) 線，科研人員在不同設備前忙碌工作。在這裏，國內(nei) 首條超快激光渦輪葉片氣膜孔精細加工生產(chan) 線正在調試之中。未來，這條產(chan) 線將為(wei) 該團隊相關(guan) 技術的完善提升提供重要的支持。
以自身“絕活”與(yu) 廣東(dong) 產(chan) 業(ye) 環境相結合
激光是20世紀以來繼核能、電腦、半導體(ti) 之後，人類的又一重大發明，被稱為(wei) “最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”。如今激光在日常生活中已經有諸多應用，例如激光切割、激光測距、激光雷達、激光矯視、激光美容等等。特別是在加工製造領域，相比於(yu) 傳(chuan) 統加工方式，激光快速和精細的優(you) 勢更為(wei) 顯著。
光子製造團隊是材料實驗室首批入駐團隊之一，團隊負責人楊小君研究員在超快激光精細加工領域具有深厚的研究功底，他帶領的團隊掌握了業(ye) 界領先的複合光束掃描模塊、三維曲麵自適應定位、小空腔背傷(shang) 保護等一批核心技術，研製出超快激光高端加工設備，解決(jue) 了我國空天領域動力係統複雜微結構精密製造“卡脖子”難題，並且在電子信息、汽車、醫療等多個(ge) 領域都具有廣闊應用前景。
“經過多年研發，我們(men) 在超快激光精細加工領域已經形成了一定的技術門檻和技術優(you) 勢，但是真正麵向廣闊民用市場的應用還沒有鋪開，這是我們(men) 團隊存在的局限性。”作為(wei) 團隊負責人，楊小君談到入駐鬆山湖材料實驗室的初衷時表示，廣東(dong) 民用市場發達，合作前景廣，特別是團隊對口的幾個(ge) 電子領域，很多知名企業(ye) 都在廣東(dong) 。“所以我們(men) 想拿自身的技術‘絕活’和當地的產(chan) 業(ye) 環境去結合，也能夠發揮我們(men) 更大的優(you) 勢，這樣的話我們(men) 技術變現的效率會(hui) 更高。”
在楊小君看來，東(dong) 莞不僅(jin) 離市場近，還有材料實驗室提供的良好的資金和平台支持，“我認為(wei) 材料實驗室的支持機製很好，可能在全國也很難找到這樣好的創業(ye) 環境了”。
超快激光：未來精細加工新趨勢
“我們(men) 團隊目前采用的激光與(yu) 傳(chuan) 統激光有所區別。傳(chuan) 統激光是利用光的熱效應對材料進行去除，而我們(men) 采用的超短脈衝(chong) 激光是利用場效應進行加工，不僅(jin) 可以達到更高的精度，並且不會(hui) 對材料表麵造成損傷(shang) ，屬於(yu) ‘冷加工’。”光子製造團隊技術人員介紹道。
超短脈衝(chong) 激光的整個(ge) 加工過程中理論上不產(chan) 生熱，因此稱為(wei) “冷加工”，該團隊目前使用最多為(wei) 飛秒或者皮秒量級的脈衝(chong) 激光。飛秒和皮秒實際上是時間單位，以常用的一個(ge) 飛秒為(wei) 例，1飛秒等於(yu) 10-15秒，也就是1飛秒等於(yu) 1秒鍾的1000萬(wan) 億(yi) 分之一，是非常非常短暫的一刹那，因此加工過程中作用時間非常短。
“超短脈衝(chong) 激光第二個(ge) 特性是瞬時功率非常高，高到可以直接使材料電離，打斷材料的分子鍵。這種瞬時功率可以達到比全世界電網的平均功率還要高好幾個(ge) 點。”技術人員表示，由於(yu) 上述特點，賦予了超快激光在精細加工方麵的突出優(you) 勢。不僅(jin) 可以實現極致的加工精度，並且由於(yu) 無損加工，可以達到很高的表麵精度和質量。對超硬、耐高溫等眾(zhong) 多傳(chuan) 統方式難以加工的材料也具有更好的適用性，同時可以加工一些極其複雜的微結構。
技術人員舉(ju) 例道，當前智能手機設計潮流向著全麵屏的方向不斷演進，屏占比數值明顯提升，但是由於(yu) 前置攝像頭、聽筒、距離傳(chuan) 感器等部件的存在，出現了“劉海屏”、“挖孔屏”等多種異形屏，如何對藍寶石等硬度高且脆的麵板材質進行加工，成為(wei) 考驗加工工藝的難題，而激光加工則可以提供良好的解決(jue) 方案。
今年疫情期間，光子製造團隊還利用掌握的激光加工技術，進行了口罩熔噴布生產(chan) 設備中關(guan) 鍵的噴絲(si) 板部件加工，得益於(yu) 超精細的打孔精度，提高了噴絲(si) 質量。
目前，該團隊在材料實驗室開展的重點研究應用方向還包括對碳化矽、氮化镓等新一代半導體(ti) 材料的超精細加工。這兩(liang) 種材料硬度非常高，僅(jin) 次於(yu) 金剛石等少數材料，傳(chuan) 統的加工方式，難度大、效率低，尤其是不能滿足半導體(ti) 領域產(chan) 品小型化、輕型化的發展趨勢，而超快激光則可以滿足此類加工需求。該團隊目前結合已有技術及工藝，已經開發出針對上述材料的加工裝備，同時已經與(yu) 部分客戶進行了對接。
“我國製造業(ye) 整體(ti) 呈現出由低端走向高端的趨勢，因此超快激光每年增長率要比傳(chuan) 統激光更高，它代表著未來的一個(ge) 發展方向。”技術人員介紹。
在創業(ye) 過程中不斷磨合提升
其實，楊小君除了是光子製造團隊負責人，同時還擔任廣東(dong) 中科微精光子製造公司總經理職務。多年來，一方麵帶領團隊從(cong) 事科研工作，另一方麵，麵對複雜的市場挑戰，勇於(yu) 突破，敢於(yu) 創業(ye) ，積極推進成果轉化。
談到創業(ye) 初衷，楊小君表示，當初一方麵是希望自己研究的技術能夠變成產(chan) 品，真正發揮價(jia) 值，而不僅(jin) 僅(jin) 是止步於(yu) 實驗室；另一方麵，進行成果轉化，不論是對社會(hui) 還是對個(ge) 人都能產(chan) 生更大的經濟收益。
不過，從(cong) 一名普通科研人員到科研、創業(ye) 兩(liang) 手兼顧，他的創業(ye) 之路走的並不輕鬆，踩過很多“坑”，但是卻也積累了很多寶貴經驗。
“做科研與(yu) 做成果轉化，最大的差別在於(yu) 對能力層麵的要求不同。科研更多需要整合的是技術層麵的工作，維度要小得多、窄得多。而創業(ye) 則不同，除了技術層麵，還要考慮市場、客戶需求、資金、人力、融資、財務管理、研發管理等諸多方麵。”楊小君表示，創業(ye) 對個(ge) 人能力的要求更加多維，中間麵臨(lin) 非常多的苛刻挑戰，並不是一開始就可以預見的，但是麵對問題隻能是堅持往前走，沒有回頭路。
他舉(ju) 例道，對企業(ye) 的發展來說，常常麵臨(lin) 資金短缺，特別是隨著規模越來越大，考驗著融資和資金管理能力。公司團隊從(cong) 幾十人到幾百人，整個(ge) 組織如何高效運轉，也是一件非常難的事。此外，創業(ye) 過程中還伴隨著個(ge) 人的時間管理、心態調整等一係列問題。
“你可能要想很多辦法，在企業(ye) 文化層麵，在製度層麵，在流程層麵，很多都是一邊做一邊摸索學習(xi) 出來的。”楊小君表示，在不斷磨合的過程中，越來越理解其他企業(ye) 選擇的打法。隻有親(qin) 自經曆過了，才會(hui) 有更深的理解和感觸。
談到接下來的團隊發展規劃，他表示，希望在通訊和精密電子、半導體(ti) 等領域有所聚焦，找到更精準的切入點，“這裏麵每一個(ge) 領域做起來都不得了，都有很大的規模，這是我們(men) 後麵要努力的一個(ge) 方向”。
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