（一） 大功率光纖激光器在船舶制造業(yè)中的應(yīng)用趨勢(shì)
光纖激光器是近幾年激光領(lǐng)域里極其關(guān)注的熱點(diǎn)，在加工領(lǐng)域光纖激光器有迅速替代傳統(tǒng)的YAG、CO2激光器的趨勢(shì)，人們普遍認(rèn)為，大功率光纖激光器將是第三代最先進(jìn)的工業(yè)加工激光器。
一、大功率光纖激光器的優(yōu)點(diǎn)
目前商用化的光纖激光器輸出功率連續(xù)功率已上升到數(shù)千瓦的量級(jí)，以至萬(wàn)瓦的量級(jí)。與一般的激光器相比，光纖激光具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，例如光束質(zhì)量好；體積小，重量輕，免維護(hù)；風(fēng)冷卻，簡(jiǎn)單易操作；運(yùn)行成本低，可在工業(yè)環(huán)境下使用；壽命長(zhǎng)，加工精度高，速度快；電能轉(zhuǎn)化效率高，可以實(shí)現(xiàn)智能化，自動(dòng)化，柔性化操作等。基于上述的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)展到汽車制造，船舶制造和航空制造業(yè)等的金屬和非金屬材料的激光切割、激光焊接等方面。
二、大功率光纖激光器的工業(yè)應(yīng)用
最近，國(guó)際上采用光纖激光焊接技術(shù)在造船，汽車制造業(yè)的應(yīng)用受到相當(dāng)?shù)闹匾暋Ｔ跉W美發(fā)達(dá)國(guó)家中，大約有50%—70%的汽車零部件都用到了激光加工技術(shù)，并以激光焊接和激光切割為主。上海大眾等汽車制造廠也采用激光加工技術(shù)焊接車身與箱體等部件。歐美及日本主要的大型船廠已大量采用激光加工技術(shù)，例如美國(guó)在最新建造的新型船舶上廣泛使用高強(qiáng)度，低合金鋼的T型構(gòu)件，采用激光焊接技術(shù)，使船舶的重量大大降低。船體平板為了適應(yīng)海洋流力學(xué)的需要，都被設(shè)計(jì)成具有復(fù)雜的三維曲率形狀，激光輔助平板成型技術(shù)可以代替費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、具有一定的危險(xiǎn)性的機(jī)械加熱成型工藝，應(yīng)用前景良好。日本的Kawasaki重工等造船企業(yè)已經(jīng)安裝了高功率激光平板切割系統(tǒng)。德國(guó)的Meyer Werft也安裝了四臺(tái)12KW的CO2激光器，用來(lái)焊接不同長(zhǎng)度的船體加強(qiáng)桿。目前美國(guó)、歐洲等地區(qū)正在進(jìn)行大功率光纖激光工業(yè)加工設(shè)備的開(kāi)發(fā)，正在進(jìn)行的有2KW、6KW輸出的工業(yè)級(jí)光纖激光器的加工設(shè)備的二次開(kāi)發(fā)。我國(guó)已開(kāi)發(fā)出小功率系列工業(yè)光纖
激光產(chǎn)品。中小功率激光加工設(shè)備，如激光打標(biāo)機(jī)，雕刻機(jī)，切割機(jī)，焊接機(jī)等也廣泛應(yīng)用各個(gè)行業(yè)，但大功率光纖激光器工業(yè)加工應(yīng)用尚是空白，而在我國(guó)造船工業(yè)中甚至還沒(méi)有使用激光加工技術(shù)。
三、開(kāi)發(fā)大功率光纖激光器在我國(guó)造船工業(yè)的應(yīng)用
造船工業(yè)是上海未來(lái)五年新一輪經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重點(diǎn)，是上海工業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一，各種選進(jìn)的造船技術(shù)和工藝必然得到推廣應(yīng)用。上海作為國(guó)際化大城市，城市旅游資源非常豐富，黃浦江兩岸美麗的景色使國(guó)內(nèi)外游客留戀忘返。采用高強(qiáng)度輕持合金材料（使用光纖激光加工技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)）建成的新型觀光旅游船，滿足旅游市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展的需要，現(xiàn)已列為中船集團(tuán)（MARIC）等設(shè)計(jì)院所的重點(diǎn)發(fā)展方向。在充分考慮到從船舶設(shè)計(jì)單位和制造工藝標(biāo)準(zhǔn)制定的源頭著手，切入上海的船舶制造業(yè)，并通過(guò)與光纖激光器制造商IPG公司的密切合作，引進(jìn)大功率（700W—1000W）光纖激光器，跨越式地走出一條現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)裝備集成的新模式，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、采用國(guó)際最新激光技術(shù)的船舶制造業(yè)新穎裝備，對(duì)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，推動(dòng)上海造船支柱工業(yè)的促進(jìn)上海激光產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展具有重要意義。
四、上海激光所首涉大功率光纖激光器造船工業(yè)應(yīng)用
上海激光所曾于1984年和1993年先后兩次引進(jìn)國(guó)外大功率（1500W和2500W）CO2激光加工機(jī)，在國(guó)內(nèi)首次引進(jìn)并率先發(fā)展開(kāi)拓了具有世界先進(jìn)水平的大功率CO2激光工業(yè)加工技術(shù)和工業(yè)加工市場(chǎng)。在國(guó)家火炬計(jì)劃和上海市火炬計(jì)劃的支持下，這一項(xiàng)目迅速推廣，目前已帶動(dòng)了大功率CO2激光器制造業(yè)、精密數(shù)控加工機(jī)床制造業(yè)和大功率CO2激光加工業(yè)的迅速、大規(guī)模的發(fā)展，形成了1.7億元年產(chǎn)值的產(chǎn)業(yè)群。
德國(guó)芙瑯霍夫研究院ILT（激光技術(shù)研究所）已表示希望和我們進(jìn)行合作，共同開(kāi)展大功率光纖激光器加工設(shè)備在造船行業(yè)的集成開(kāi)發(fā)。美國(guó)大功率光纖激光器制造商IPG公司副總裁已多次來(lái)我所，積極希望合作，在上海開(kāi)拓大功率光纖激光器的應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作。
上海市激光技術(shù)研究所有引進(jìn)、消化、二次開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)開(kāi)拓的成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，采用國(guó)際和國(guó)內(nèi)合作方式，不僅將開(kāi)拓大功率光纖激光器工業(yè)加工設(shè)備在上海造船業(yè)中零的突破，而且將會(huì)進(jìn)一步向上海汽車制造業(yè)，上海航空制造業(yè)，上海橋梁建造業(yè)，上海建筑業(yè)等領(lǐng)域滲透，將推動(dòng)上海激光加工為業(yè)的跨越式的新突破，引領(lǐng)全國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展。
（二） 大功率光纖激光器加工設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)及研究開(kāi)發(fā)內(nèi)容
1、 主要技術(shù)指標(biāo)
工業(yè)級(jí)大功率光纖激光器：波長(zhǎng)1.06μm，
激光輸出功率：700/1000/2000W（與IPG合作實(shí)施）
工業(yè)級(jí)大功率光纖激光器光束控制，聚焦光學(xué)系統(tǒng)
多軸位移傳動(dòng)控制臺(tái)系統(tǒng)（上海團(tuán)結(jié)普瑞瑪）
機(jī)器人位移傳動(dòng)系統(tǒng)（國(guó)內(nèi)合作）
激光加工的其他輔助裝備（輔助氣體，檢測(cè)設(shè)備等）
激光切割，焊接工藝數(shù)據(jù)系統(tǒng)和控制軟件程序
2、 主要研究、開(kāi)發(fā)內(nèi)容
1) 采用合作方式引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的大功率光纖激光器，同時(shí)開(kāi)發(fā)和研制專用配套的大型精密控制激光加工設(shè)備；
2) 開(kāi)展激光切割在先進(jìn)制造技術(shù)中的應(yīng)用研究，提供性能優(yōu)異，穩(wěn)定可靠的多維光纖激光切割成型裝備，并開(kāi)展相關(guān)工藝研究，使該技術(shù)盡快融入汽車，造船及航天等領(lǐng)域的先進(jìn)制造；
3) 開(kāi)展光纖激光器加工設(shè)備的應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)；
4) 激光焊接技術(shù)研究，開(kāi)展光纖激光焊接工藝，焊接過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)及材料和控制技術(shù)研究；
5) 激光加工外圍心裝置開(kāi)發(fā)，如導(dǎo)光系統(tǒng)，過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制、噴嘴、浮動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和研制；
6) 建立激光加工設(shè)備參數(shù)的檢測(cè)手段，并進(jìn)行方法研究。
