南開大學  宋峰教授

1. 宋教授，您是國內較早進入激光清洗研究的學者，您是如何關注、并進入到這個領域的？

答：我從學習到后來做科研工作，一直是在激光專業領域。對激光的基本原理，光和物質的相互作用，一直有研究、關注。我當時教授一門研究生的課，讓學生查閱激光資料，發現除了常規的打孔、切割、焊接等，還有激光清洗的資料，在了解后，發現這是一個很有前景的方向，從那時開始我就有意識地進入這方面的研究。

2. 國內的激光清洗研究，是一個怎么樣發展歷程？

答：大約在2000年前后，國內就有一些研究機構包括高校在做激光清洗的研究工作。我們團隊關注了一下，但是沒有形成系統性的專業研究，也沒有很深入。

后來逐漸吸引了更多研究人員進入激光清洗這個方向，我也是其中的一份子，之后我一直堅持在這個方向的研究投入。直到五六年前，隨著國家對環保的重視，以及激光器價格的下降，激光清洗工業應用越來越多地受到業界的關注。此外，近幾年高功率脈沖光纖激光器的出現也極大地推動了激光清洗設備的發展。

3. 從2016年，光纖激光清洗逐步推廣，激光清洗才真正得到大眾關注，為什么會有這么漫長的過程？

答：任何一個技術，從實驗室出來到變成產品，再到終端用戶的使用認可，都需要一個較長的過程。比如我們常見的白熾燈、日光燈、LED燈，從實驗室成果到進入千家萬戶，是一個很長的技術應用過程。再比如電腦，最初出現于1946年，是比房子還大的龐大機器，到今天運算能力過剩的微型計算機進入千家萬戶，也是漫長的過程。

因此，激光清洗作為一種新興的工藝技術，也不會例外。未來激光清洗從小功率到高功率，應用到不同行業工序上，也是需要一個接受過程的。

要助推激光清洗推廣應用，主要從兩方面著力：一方面，設備成本要足夠低，讓用戶可以買得起，用戶使用激光清洗能得到更多的利潤。另一方面，是人的思想觀念的改變。人們習慣了某一種工藝，某一個固定形式的產線，是不容易改變的。因此要推廣宣講，要改變他們想法，即使一項新技術、新的設備是非常好用，市場也不一定馬上能接受。

4. 激光清洗對材料表面作用，應對各種類型的材料，還有很多研究可以做，下一步發展激光清洗，重點要做哪些方面的工藝研究？

答：從機理角度來說，激光清洗確實是個復雜的事情。現在市面上有很多類型激光清洗機，包括光纖激光、固態激光，也有CO₂氣體激光的，可以用于去除油漆、除銹、清洗油污等。清洗的基材有金屬、合金以及、熱固或熱塑性塑料等，看著過程很簡單，激光一過就掃掉。但其深層次的機理是相當復雜的。光與物質的相互作用，物質不一樣，光子與物質分子之間的作用就不一樣。

當前激光與物質之間清洗機理常見有兩類：一類是燒蝕性，利用溫度上升，把污染物燒蝕掉；另一類就是通過應力的作用，通過受熱溫度不均勻產生應力，這個應力足夠大，大于污染物與基材之間的吸附力，然后實現清洗。這個過程是從光能量，變為熱能，熱能轉為內能，內能使溫度產生變化，才產生力的作用。

同樣功率、參數設定的激光清洗，比如在鋁合金表面的應用，不一定也適用于鐵基底，所以必須加強研究。

一方面，我們要在應用中多積累數據，也要多研究作用機體，如何更高效實現清洗目的。另一方面，激光清洗要實現規模、產業化應用，高效率是一個非常重要的指標，必須要在如果進一步提高清洗效率上下功夫。

5. 歐美也很早就有做激光清洗，目前我國的研究技術、產業化和他們比有沒有差距？

答：歐美在激光清洗研究比我們早很多，研究成果產業化應用也比我們成熟。歐美國家的激光器很早就用來做清洗應用。美國在航空航天、造船、軍工等已經大量使用，德國、法國、荷蘭等國家也陸續使用清洗工藝，也有專業做激光清洗的公司。

中國的激光清洗最開始的發展，是從個別中國公司代理歐美的清洗產品在國內銷售開始的，當時價格極其昂貴。這也激發了國內激光公司希望進入激光清洗行列將其國產化的決心。比較突出的應用是在難度較大的文物清洗上，意大利、法國、希臘等做得非常好，美國用在航空器脫漆較多，包括波音公司的飛機或其他軍用飛機的維護，經研究發現激光脫漆比傳統的化學、噴砂效果更好。目前我國已經有一些企業做激光清洗設備，但是在工藝探索以及設備應用開發上仍然落后于歐美國家，未來有必要加強研發投入，真正做出世界一流的激光清洗設備。

6. 未來激光清洗最可能、應用量較大的行業領域，會有哪一些？

答：激光清洗容易應用在一些大幅面、平面工件上，所以應用量較大的行業很多，比如造船業、海工裝備。我國是世界造船大國，船身使用大量的鋼板，常常會產生銹蝕，目前主要是通過酸洗和噴砂處理，這兩種方式對環境污染比較大。在輪船、軍艦航行一定時間后，需要進行船身維護，要把上面水生附著物、油漆脫掉，然后上新漆。這未來會是激光清洗應用較大的領域。

第二，我國是個鐵路發展大國，從普通鐵路到高鐵，鐵路鋼軌經常遇到露天、潮濕環境，生銹是很常見的，要實現這種大規模、快速的銹跡清洗，激光是一個很好的選擇，也是一個可以大規模應用的領域。

另外包括航空航天領域、采用模具生產的領域以及電力、能源產業等，都將有激光清洗的大量應用場景。