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品具有重要的現實意義。再制造產品的質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、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業(yè)大有可為。
在多種再制造技術中，激光熔覆技術作為一種先進的表面工程技術，具有全冶金結合、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的研究熱點。激光熔覆技術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據庫和世界專利文摘數據庫對該領域的技術進行專利檢索，分析相關專利情況，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業(yè)較為成熟，歐美等發(fā)達國家依托良好的工業(yè)基礎和先進的科技成果，將再制造成形技術與工業(yè)機器人、自動控制技術、監(jiān)測技術等有機集成，研發(fā)出先進的成套設備，并在汽車零部件再制造成形領域成功應用。歐美的汽車零部件再制造產品占到汽車售后市場近一半的份額，再制造產品質量較高，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的出現，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實現了航空渦輪發(fā)動機葉片的修復（公開號：GB2105624A），這也標志著激光熔覆技術開始應用于工業(yè)領域，自此激光熔覆技術引起廣泛的關注和大量的研究，相關成果不斷涌現。
隨著激光熔覆技術的逐漸成熟，其應用領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修復發(fā)動機氣門，并提交了專利申請（公開號：US4787736A）。該技術采用激光作為熱源，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位置的傳感器和相應的計算裝置，能夠修正加工時產生的偏差，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的再制造成形技術，實現了汽缸、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工藝，實現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，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。
國內后起之秀，不容小覷
國內相關技術起步較晚，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年起國內相關專利申請量增長突飛猛進。
國內汽車零部件激光再制造領域較為成熟的專利技術多集中于高校和科研院所，主要涉及激光熔覆工藝規(guī)劃、送粉結構設計、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)應用領域，國內從事汽車再制造技術研發(fā)和推廣應用的公司也不斷涌現。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，國內汽車零部件激光再制造技術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研發(fā)與相應的專利布局，并注重專利布局的系統(tǒng)性?，F階段，汽車零部件激光再制造技術產業(yè)化程度較低，先進的設計理念和高科技成果難以有效轉化，應當促進并引導高校和科研院所參與成果轉化，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。
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。
