第四届激光复合制造协同创新国际论坛

        3月27日，由浙江工业大学、中国机械工程学会特种加工分会、中国光学会激光加工专委会共同举办的“第四届激光复合制造协同创新国际论坛”在杭州举行。激光加工专委会有关领导和嘉宾出席本次论坛，他们是：姚建华、吴让大，肖荣诗、陈超、张永康、张文武、顾冬冬、黄婷、冯爱新，张群莉、闫剑锋、周建忠、石世宏、周咏全；中国机械工程学会特种加工分会秘书长徐均良。

        在论坛开幕式上，浙江工业大学激光先进制造研究院院长姚建华教授、中国机械工程学会特种加工分会秘书长徐均良和中国光学会激光加工专委会秘书长陈超分别致辞。

浙江工业大学激光先进制造研究院院长姚建华教授

        在致辞中表示，本届会议以“强化基础原创，服务双碳战略”为主题，推动我国激光制造领域的前沿研究和产业化发展为宗旨。会议邀请专家、学者和企业家围绕激光电化学复合、激光电磁场复合、激光/振动复合、激光/冲击复合、激光增减材复合等激光复合制造和增材制造技术在各行业的新挑战、新应用进行深入探讨与交流，分享近年来最前沿的激光与增材制造技术与研究成果。“发展激光制造与增材制造需要学科交叉与融合，需要跨学科跨国界协同创新。”

中国光学学会激光加工专业委员会秘书长陈超

        在致辞中表示，当前，随着“十四五”规划中关于碳中和、碳达峰战略决策的提出，以多学科和技术交叉融合为特征的激光复合制造技术以及增材制造与再制造技术在高端智能装备、航空航天、汽车、能源动力、轨道交通、海洋装备等领域已然成为绿色低碳先进制造产业结构转型升级的强劲助推力，在各行业领域发挥了重要作用。由于激光复合制造技术复合了多种能场和工艺，展现了协同优化效用，从而能够实现比单一工艺更高效率、更好品质、更优性能的产品制造流程。本届“第四届激光复合制造协同创新国际论坛”汇集激光制造和增材制造领域的专家学者、科技人员、院校师生及企业界人士共同把脉该领域的新需求、新应用和新发展，携手推动激光产业的协同创新与迭代。

        开幕式之后是上午的主旨报告环节，特邀嘉宾围绕激光复合制造与增材制造技术领域 的前沿技术和应用情况做了精彩的分享。

        目前，大力发展海上风电是我国调整能源结构、降低环境污染、实现“双碳目标”的国家战略，海上风电场建造核心装备是国之重器，体现了国家核心竞争力。对此，在《海上风电核心装备及激光锻造应力调控修复研究》的主题演讲中，广东工业大学教授张永康分析了超大型自航自升式安装平台站立“不稳定”、巨型叶片高空安装晃动螺栓群插孔“不精准”、深水复杂海底打桩“不垂直”和海缆连接“不牢固”、现场低应力长寿命激光锻造修复、微观组织、裂纹气孔缺陷演变、三维残余应力重构等内容；并且介绍了研制的全球首座6MW风机安装平台、8MW风机安装平台、第四代自升式风电安装船等系列安装平台，及其国内外的应用情况。该研究为海上风电场建造和运维保障提供新装备、新技术和新方法。据他介绍，激光锻造技术展现了晶粒尺寸可控、内部缺陷可控、应力分布可控；适应性强等优势，因此适用于各种材料和复杂结构件的高质量修复。

        中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员张文武介绍了《激光与电化学复合加工工艺进展》。激光加工有很多优点，包括材料适应性广、分辨率高、瞬时材料去除率高、能量精确可控等等，但精密打孔的加工深度长期未能突破20毫米，并且深孔加工时的热影响很难根除。对此，他在演讲中阐述了将激光与管电极电解加工复合，实现介入式激光加工的新工艺方法，并展示了部分激光与管电极电解复合加工技术(Laser-STEM)领域最新的工艺进展。“激光与管电极电解复合加工的技术优点包括大幅提高加工速率、突破加工深度极限以及具有高加工表面完整性，这种工艺是智能能量场制造的典型案列。” 目前，该工艺极限持续突破中。相对传统STEM，Laser-STEM工具电级进给速率4-6mm/min，大于目前国际水平2-3mm/min，加工精度提高67%，材料去除速率提高1倍以上。

        南京航空航天大学教授顾冬冬以《多功能仿生金属结构激光增材制造》为题作了分享。针对航空航天领域复杂整体金属构件精确成形及多功能需求，团队开展了仿生金属构件激光增材制造的结构优化、材料创新、工艺调控及性能评价等方面研究，实现了复杂金属构件激光增材制造的材料-结构-性能一体化。他的演讲中对未来多功能增材制造技术的发展提出了一些思考与展望，例如如何采用独特结构打印出独特功能？如何将仿生结构与增材制造进行完美融合？如何跨越设计与制造之间的GAP等等。

        北京工业大学研究员黄婷阐述了《锂离子电池反应功能微结构设计、制造与性能》。基于“材料-结构-功能”一体化设计与制造理念，她汇报了课题组近年来在锂离子电池反应功能微结构的设计、制造与性能方面的研究结果。课题组设计构建了反应功能微结构的特征，建立了激光熔凝-脱合金制造技术体系。开发出精细聚焦扫描振镜系统，为高反集流体表面大面积合金层的激光熔凝制备提供了技术支撑；设计了用于脱合金的多元多相合金体系，阐明了激光熔凝-脱合金耦合作用规律，为复合制造工艺及微纳结构的调控提供了指导；实现了锂离子电池电极的设计与制造，从原子尺度阐明了电化学性能优化机制。

        温州大学教授冯爱新分享的主题是《激光复合强化技术路径探索与实践》。结合激光热处理、激光冲击和组织性能调控，从能场特性、服役工况、工艺环境、性能指标、科研目标、工程目标等方面，他在演讲中探索了激光复合强化的技术路径，为架构复合强化创新体系提供基础研究逻辑思路，并介绍了电磁场复合激光强化、激光深冷喷丸强化、激光温喷丸强化技术方面的研究进展。展望未来，他表示激光复合强化技术路线与能场特性、工艺环境、性能指标、科研目标、工程目标等密切关联，未来期待能涌现更多更丰富的复合强化技术路径。同时，重大需求牵引，科研兴趣驱动，复合强化在航空航天、轨道交通、海洋工程、工业生产等领域具有广阔的工程应用价值。

浙江工业大学教授张群莉诠释了《激光复合热处理技术研究进展》。她表示，随着国家“碳达峰、碳中和”战略的实施，热处理技术必将朝着高性能、低能耗、低排放的方向发展。激光热处理作为一种先进的表面工程技术，具有快速加热冷却、耗电低、变形小、无需冷却介质、效率高、可局部选择性处理及无工业污染等优点，目前已成为对传统技术改造与实现高端产品制造的关键支撑技术之一，助力实现“双碳”目标。同时，随着激光器及其系统的升级发展，激光热处理由于其性能、效率、智能化等优势，在工业关键基础件制造与表面工程中得到了广泛应用。激光复合表面改性技术作为目前国际研究热点，已逐步从实验室基础研究转化为工业实际应用。她的报告综述了课题组在激光复合热处理方面的研究进展，通过大量应用案例分析，展示激光复合热处理技术在能源动力、轨道交通、工模具等领域关键零部件的应用效果。

        清华大学副教授闫剑锋围绕《纳米材料超快激光加工技术研究进展》作了解读。当前，超快激光以其超短脉宽和超高峰值功率等特点在微纳加工领域得到广泛应用。他在演讲中介绍了基于其团队研究的微纳米制造和晶体结构控制方面的最新进展；并介绍了激光与金属纳米材料相互的作用机制，该机制通过光放大和热生成引发纳米级能量沉积。团队研究的重点之一集中在超快激光诱导的金属纳米材料重塑和烧蚀过程，由此揭示出加热-冷却动力学机制。同时，轻金属基纳米材料也引发了材料制造、能量转换和环境修复等各个领域的极大关注。他还阐述了激光加工金属纳米材料在多个领域的应用前景。

        大族激光智能装备集团有限公司的艾光明则介绍了《三维五轴激光切割在汽车行业的应用现状》。他主要对大族智能装备的产品作了简要介绍，并针对三维五轴切割机丰富的应用场景进行案例分享。

        当天下午安排的是学生论文交流报告。

        第四届激光复合制造协同创新国际论坛是主题为“融合创新，高端发展”的第19届全国特种加工学术会议的专题会场之一。第19届全国特种加工学术会议设置了6个分会场，分别为：第四届激光复合制造协同创新国际论坛、电火花加工技术创新发展论坛、电化学加工技术论坛、超声加工技术论坛、增材制造技术论坛、微细及复合特种加工技术论坛。分会场邀请报告和论文交流报告共160多个，覆盖了特种加工领域的主流技术领域，充分展示了特种加工最新研究成果，为促进特种加工学术进步和工程应用搭建了更好的交流平台。