動態(tài)與觀點
在全球能源形勢日益緊張、節(jié)能環(huán)保勢在必行的發(fā)展潮流下，使用制造成本及消費成本較低的再制造產(chǎn)品具有重要的現(xiàn)實意義。再制造產(chǎn)品的質(zhì)量和性能可達到甚至超過新品，而成本只有新品的50%，節(jié)能達到60%，節(jié)材達到70%，對環(huán)境的不良影響與制造新品相比顯著降低。我國作為名副其實的汽車生產(chǎn)、消費和保有量大國，汽車零部件市場潛力巨大，汽車零部件再制造產(chǎn)業(yè)大有可為。
在多種再制造技術(shù)中，激光熔覆技術(shù)作為一種先進的表面工程技術(shù)，具有全冶金結(jié)合、熱影響小、過程控制優(yōu)異、高效環(huán)保等優(yōu)點成為汽車零部件再制造技術(shù)的研究熱點。激光熔覆技術(shù)的原理是通過不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面薄層同時熔化，快速凝固形成稀釋度極低、與基體成冶金結(jié)合的表面涂層，從而提升基體表面的耐磨、耐蝕、耐熱和抗氧化等性能。筆者在中國專利文摘數(shù)據(jù)庫和世界專利文摘數(shù)據(jù)庫對該領(lǐng)域的技術(shù)進行專利檢索，分析相關(guān)專利情況，以期為行業(yè)提供參考。
國外發(fā)展迅速，日趨成熟
國外汽車零部件再制造產(chǎn)業(yè)較為成熟，歐美等發(fā)達國家依托良好的工業(yè)基礎(chǔ)和先進的科技成果，將再制造成形技術(shù)與工業(yè)機器人、自動控制技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)等有機集成，研發(fā)出先進的成套設備，并在汽車零部件再制造成形領(lǐng)域成功應用。歐美的汽車零部件再制造產(chǎn)品占到汽車售后市場近一半的份額，再制造產(chǎn)品質(zhì)量較高，其相應的設計及制造工藝具有與新品相同的功能，且持久耐用。
激光熔覆再制造技術(shù)的出現(xiàn)，最早可追溯到上世紀70年代。1974年，美國人Gnanamuthu最先利用激光在金屬基體上熔覆了一層金屬，并提交了專利申請（公開號：SE7415173A）。1981年，英國勞斯萊斯公司通過激光熔覆技術(shù)實現(xiàn)了航空渦輪發(fā)動機葉片的修復（公開號：GB2105624A），這也標志著激光熔覆技術(shù)開始應用于工業(yè)領(lǐng)域，自此激光熔覆技術(shù)引起廣泛的關(guān)注和大量的研究，相關(guān)成果不斷涌現(xiàn)。
隨著激光熔覆技術(shù)的逐漸成熟，其應用領(lǐng)域拓展至汽車零部件的再制造。1988年，日本豐田汽車公司率先采用激光熔覆技術(shù)修復發(fā)動機氣門，并提交了專利申請（公開號：US4787736A）。該技術(shù)采用激光作為熱源，將耐磨合金Stellite No.32熔覆在鐵基材料的氣門表面，提高氣門的耐腐蝕及耐磨性能。隨后，日本豐田汽車公司又進一步提交激光熔覆技術(shù)修復發(fā)動機氣缸蓋、發(fā)動機氣門座、汽車天窗、發(fā)動機的燃料噴射閥等一系列專利申請，形成比較完善的汽車再制造技術(shù)體系。其中，具有代表性的專利（公告號：JP4702252B2）公開了一種修復用定位系統(tǒng)，用于發(fā)動機氣缸蓋的閥座修復，該定位系統(tǒng)具有能夠檢測氣缸蓋旋轉(zhuǎn)位置的傳感器和相應的計算裝置，能夠修正加工時產(chǎn)生的偏差，提高激光熔覆的加工精度。專利申請（公開號：JP2009184003A）公開了一種燃料噴射閥的制造方法，激光在規(guī)定部位形成通孔，通過控制裝置精確地控制燃料噴射量以及激光照射時間，實現(xiàn)修復平面光滑如初。
美國研發(fā)的LENS系統(tǒng)及其基于激光熔覆技術(shù)的再制造成形技術(shù)，實現(xiàn)了汽缸、軋輥和活塞等多種汽車零部件的快速再制造成形，并降低了成本。例如通用電氣公司提交的專利申請（公開號：US2009/0256007A1），該技術(shù)公開了一種燃料噴嘴的修復方法，通過搭載LENS系統(tǒng)，采用直接金屬激光燒結(jié)工藝，實現(xiàn)在不拆卸燃料噴嘴組件的情況下進行低成本修復?；裟犴f爾公司提交的專利申請（公告號：US7009137B2）公開了一種激光熔覆修復發(fā)動機渦輪葉片磨損表面的技術(shù)，通過特殊的鋪粉方式，使得激光和粉末通過不同的對準軸撞擊在磨損表面，實現(xiàn)修復過程中超合金的低消耗，極大地降低渦輪發(fā)動機的修復成本。
國內(nèi)后起之秀，不容小覷
國內(nèi)相關(guān)技術(shù)起步較晚，但勢頭強勁，特別是“十二五”規(guī)劃以來國家出臺了一系列鼓勵政策，給再制造行業(yè)注入動力，2012年起國內(nèi)相關(guān)專利申請量增長突飛猛進。
國內(nèi)汽車零部件激光再制造領(lǐng)域較為成熟的專利技術(shù)多集中于高校和科研院所，主要涉及激光熔覆工藝規(guī)劃、送粉結(jié)構(gòu)設計、熔覆材料選擇、熱影響分析等。其中，華中科技大學的曾曉雁等人提交了名為“一種自動送粉激光感應復合熔覆方法及裝置”的專利申請（公開號：CN1011125394A），將激光束與高頻電磁感應加熱耦合起來，采用自動送粉器將熔覆粉末送至工件表面的激光輻照區(qū)域，合金粉末在激光束的作用下瞬間發(fā)生熔化，形成合金層，熔覆效率比常規(guī)激光熔覆提高1倍至10倍，粉末利用率超過90%。西安交通大學的張安峰等人提交了名為“基于激光增材制造的高熔點高熵合金球形粉末的制備方法”的專利申請（公告號：CN107096923B），其制備的熔體粉末可以解決高熔點金屬單質(zhì)粉末在激光增材制造成形過程中，由于熔點相差較大導致元素燒損率不同，以及多元素造成的成分顯微偏析和消極的共晶等一系列問題，能夠快速精密制造出耐高溫且耐磨的航空航天專用零件、高性能渦輪發(fā)動機熱端部件。江蘇大學的任旭東等人提交了名為“一種汽車發(fā)動機曲軸的激光修復再制造方法”的專利申請（公開號：CN105862028A），其采用預置式激光熔覆工藝，先對曲軸的損傷區(qū)進行處理，再在損傷區(qū)表面涂敷吸收層，在約束層的保護下，對損傷區(qū)進行激光沖擊處理，該工藝方法能夠顯著提高材料的疲勞強度和使用壽命，有效延長汽車發(fā)動機曲軸的工作壽命。
在工業(yè)應用領(lǐng)域，國內(nèi)從事汽車再制造技術(shù)研發(fā)和推廣應用的公司也不斷涌現(xiàn)。沈陽大陸激光成套設備有限公司提交的專利申請（公告號：CN103194745B），其采用激光再制造技術(shù)對汽車減速箱殼體進行修復，使得耐磨性能和使用壽命均得到大幅提高。無錫翼龍航空設備有限公司提交的專利申請（公開號：CN103481529A），涉及一種汽車再制造輪胎生產(chǎn)工藝，能夠增加高速度級汽車輪胎的循環(huán)利用。上海車功坊智能科技股份有限公司提交的專利申請（公開號：CN109973916A），涉及一種汽車車燈再制造工藝，保證再制造車燈的合格率，具有較高的參考及應用價值。
把握機遇，厚積薄發(fā)
目前，國內(nèi)汽車零部件激光再制造技術(shù)還局限于零部件表面磨損、腐蝕等局部修復，實際應用場合具有局限性。筆者建議，應當加強汽車零部件三維快速再制造技術(shù)研發(fā)與相應的專利布局，并注重專利布局的系統(tǒng)性?，F(xiàn)階段，汽車零部件激光再制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)化程度較低，先進的設計理念和高科技成果難以有效轉(zhuǎn)化，應當促進并引導高校和科研院所參與成果轉(zhuǎn)化，減少成果浪費。同時應當推動企業(yè)與高校、科研院所合作開展技術(shù)研發(fā)，集中資源重點研發(fā)能滿足市場需求、有較強市場生命力的高價值專利技術(shù)。
汽車零部件再制造行業(yè)前景廣闊，未來可期，各科研力量、實業(yè)團體若能適應形勢發(fā)展需要，把握機遇，同心合力，共同推動我國向汽車再制造強國邁進。
