“高功率轴快流CO2激光器、激光加工成套设备和激光在线加工连锁”项目

1、高功率轴快流CO2激光器、激光加工成套设备和激光在线加工连锁项目可研报告武汉光谷激光技术股份有限公司 “高功率轴快流CO2激光器、激光加工成套设备和激光在线加工连锁”项目可行性研究报告为了贯彻落实中央提出“保增长、扩内需、调结构、促就业”的决策部署，实施“十大产业调整和振兴规划”，根据国家工业和信息化部关于做好“2009年第一批中小企业发展专项资金项目申报”文件精神，以实现关键技术突破、通过技术改造全面提升产品性能、扩大产品市场、促进产业升级为目的，武汉光谷激光技术股份有限公司开展了“高功率轴快流CO2激光器、激光加工成套设备和激光在线加工连锁”项目建设。一、项目概况由武汉光谷激光技术股份有限

2、公司承担的“高功率轴快流CO2激光器、激光加工成套设备和激光在线加工连锁”项目，建设期为1.5年，从2008年11月至2010年6月，是武汉市“重点30项建设项目”之一，将在原有高功率激光器、激光加工成套设备制造基础上，通过厂房和技术的全面改造，建设湖北省最大的激光产业基地，集激光设备制造、激光技术和工艺研发、激光连锁管理一体，同时通过工艺的改造扩大激光加工应用范围，通过技术改造和厂房改扩建（超净车间改建和厂房扩建）全面提升产能，扩建生产研发综合楼1栋，扩建规模11000 m2 (目前综合楼11000 m2已封顶装修，8月底可入驻生产)。项目将引进生产设备10余台套，各种生产辅助设备和检测设备

3、20余台套（目前已购置各类设备19台套）。开展激光加工技术、工艺研究和设备技术改造，在武船重工建立造船行业激光切割设备中试基地，在武汉铁路局建立激光表面强韧化设备中试基地，形成激光装备应用示范基地和加工展示中心，实现应用于造船、桥梁制造和铁路机车等行业的新装备和生产配套，使激光装备应用涵盖工业行业主要领域。项目完成预计实现新增销售收入8000万元。建设省内最大的高功率激光加工成套设备生产基地和打造国内最大的激光加工连锁产业平台。预计拉动上、下游经济增长24亿元，带动新增就业800余人。二、企业基本情况（一）企业概况武汉光谷激光技术股份有限公司是由湖北团结高新技术发展集团有限公司、武汉海通激光技

4、术有限公司、武汉精海科技、武汉东湖高科国有控股集团等五家股东共同发起组建的民营股份制企业，注册资本9000万元，是“武汉中国光谷”的核心能量光电子企业。公司的经营范围以高功率激光器、激光加工成套设备的开发、生产和销售为基础，同时开展各行业激光在线加工、激光综合加工站的建设以及相关技术支持服务。下设高功率CO2激光器、高功率激光成套设备、激光加工中心三大产业集团。是国内自主研发高功率激光切割、焊接机型号最多的激光生产企业，共五大品种19种型号，市场份额占到国内市场的55%。同时也是国内自主研发高功率激光热处理、熔覆成套设备最多的激光生产企业，共三大系列14种型号，市场份额占到国内市场的60%。公

5、司激光成套设备广泛应用于汽车、铁路、船舶、航空、石化、天然气、机械、冶金、通讯、食品、包装、建筑、轻纺等各个领域，已出口美国、日本、俄罗斯、韩国、泰国等国家及香港、台湾等地区，创造了中国激光加工应用的“十八”个第一，是中国第一家、全球第七家能够自主生产CP4000高功率轴快流CO2系列激光器的生产及出口基地。研发生产出亚洲切割幅面最大的高功率数控激光切割机，并首次装备于船舶和桥梁制造行业。光谷激光在国内率先开展了激光加工站连锁产业的发展，采用加工连锁式管理模式。连锁加工站是激光装备的中试基地、加工展示中心，对提升激光装备的市场销售和各行业配套应用示范具有重要的推动意义。经过三年的发展，加工技术

6、、加工工艺和管理模式渐趋稳定成熟，积累了大量技术研发、经营和管理人才。公司目前在武汉（武船重工、中铁武桥）、北京、上海、广州、株洲、贵州、包头、杭州、苏州、青岛、成都、越南、泰国等地拥有15家各类综合类加工站和在线加工站，成为国内最大的激光加工连锁企业。（二）企业技术研发能力1、项目负责人陈海兵武汉光谷激光技术股份有限公司董事长，高级工程师，武汉市优秀专家、十佳青年，享受武汉市政府特殊津贴专家，武汉市跨世纪学术带头人。陈海兵领导技术团队研制成功了国际先进水平的2KW、3KW、5KW高功率横流CO2激光器及数控机床成套设备产品系列，建立了激光加工成套设备生产基地，产品销售量占国内同行业的60%以

7、上。在铁道、冶金、汽车、石化等十五个行业率先推广应用，创造了激光应用的十八个第一，并首家出口到日本、台湾等地，创造了显著的经济效益和社会效益。先后完成国家及省部级科研项目9项，其中获奖5项。2、技术负责人李适民华中科技大学激光研究院教授，博士生导师。1961年毕业于南京工学院无线电系电子器件专业，1961年至今在华中科技大学任教，先后在光电子工程系等任讲师、副教授、教授，兼任激光研究院院长、激光加工国家工程研究中心主任、总工等职。多次获得国家.省、市科技成果、科技进步一等奖，二等奖，主要专著有“激光器件原理与设计”、“气体电子学”、“电子光学”、专利2项。曾任武汉华工激光工程有限责任公司董事长

8、、技术总监，澳大利亚HG Farleylaserlab公司总裁、技术总监，武汉光谷科威晶激光技术有限公司董事长等职。是国家有突出贡献专家，享受国务院特殊津贴专家，湖北省有突出贡献专家，湖北省劳动模范。现任武汉光谷激光技术股份有限公司首席科学家。3、项目组其他主要人员（1）吴建国1983年7月毕业于江苏理工学院电气工程系电气自动化专业。83年7月至2000年6月就职于国家机械部济南铸锻研究所，主要从事激光加工设备的开发与研究工作，多次荣获机械工业部科技进步二等奖。武汉光谷激光技术股份有限公司副总经理，兼任上海团结普瑞玛激光设备有限公司总经理。（2）段少华1993年5月毕业于华中理工大学，硕士研究

9、生。主要负责生产部、售后服务部、技术部、加工中心及公司管理层的工作，主管并亲自参与新产品的研制、开发和设备的生产及调试，并荣获武汉市1995年优秀新产品一等奖，为公司的市场开发作出了突出贡献。2000年10月至今在武汉光谷激光技术股份有限公司工作，现任副总经理。（3）罗敬文1990年毕业于吉林工业大学，高级工程师。1990年至2000年就职于国家机械部济南铸锻研究所，参与我国第一台数冲孔激光切割复合加工机的研制工作，通过部级鉴定。1990年至1994年在国家“八五”攻关项目中“数控激光切割技术及工艺研究”中负责机械设计，并获得部科技进步二等奖。设计了系列化数控激光切割项目，制定、设计二十余项激

10、光加工机床的技术方案。2000年至今任光谷激光副总经理。 （4）张熹微1983年11月毕业于武汉交通科技大学，机械制造工艺及设备专业。2000年10月至今，在武汉团结激光股份有限公司，分管激光设备、激光加工、激光制品三个产业链的筹建发展及方向性的管理工作。现任武汉光谷激光技术股份有限公司总经理。公司以各个领域的技术专家为核心，多名技术骨干为中坚力量，集众多技术专业人员形成技术攻关团队。拥有中高级专业技术人员60余人，其中院士1名，博导5名，教授12名，高工25名，博士研究生14名。公司与清华大学、武汉理工大学、华中科技大学激光技术国家重点实验室、中科院金属所、武汉材保所等十几家院校和研究单位分

11、别成立了工艺技术研发中心，形成了全国性的工艺开发网络。建立了激光加工工艺开发的专家系统和工艺网络，能较好地满足全国不同地区、不同行业的需求。三、产品需求分析和改造的必要性本项目的技术改造以实现关键技术突破、全面提升产品性能、扩大产品市场、促进产业升级为目的。整体战略目标旨在打造“激光器激光加工成套设备激光加工连锁”的产业链，带动上下游中小企业发展，符合国家“十大产业调整和振兴规划”中支持装备制造业的发展方向；为船舶、钢铁、石化、铁路等企业和行业生产配套产品，符合国家工信部关于“中小企业发展专项”中专业化发展类项目支持的范畴，对于开拓企业市场，推动企业技术进步具有重要的现实意义和必要性。（一）产

12、品需求分析近年来,中国的改革开放和迅速发展着的市场经济,极大地推动着高新技术的研发和应用。激光技术和激光加工设备是中国发展较快的高新技术产业之一。至今,国内从事制造工业激光设备和系统的公司超过100家,正在形成研发、生产、销售和售后维修服务的体系。国内激光设备制造公司已能批量生产中、小功率（30W500W）的Nd:YAG固体激光加工系统设备和高功率（100W5000W）CO2激光加工系统设备；可小批量提供低、中档的激光标记、划线、焊接、切割、打孔等激光加工设备。中国的激光设备和激光技术产业的初步规模正在形成。我国存在着巨大的激光加工应用市场,而这个市场因中国正在迅速形成 “全球制造基地”而获得

13、快速增长。国内外投资者和激光业者正在抢滩我国这一市场。因此，我国的激光市场将迅速增长,中国激光加工设备产业化将会加速实现。国内外从事激光器和激光加工技术系统设备研发、生产和经营的企业正面临极大机遇和挑战。本项目技术改造的内容主要涉及激光切割设备和激光表面强韧化设备。1、激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术，由于具有诸多优点，已广泛地应用于电子行业、机械制造业、汽车制造业、航空航天、桥梁船舶以及大型装备制造业等领域。项目针对现有激光切割机进行技术改造，突破原有切割机3×1.5米的切割范围，研发出切割钢板宽度3米，长度18米，切割厚度达到620mm的国内最大加工幅面的激光切割机，

14、实现产品国产化，填补国内空白，技术和质量达到国际先进水平。该类大型设备进口价格为200万欧元（约2000万元人民币），而企业通过技术改造研制的设备市场价格约580万元，仅为进口设备的1/3。能够以高性价比迅速占领国内市场，节约创汇，而且在国际市场上也极具竞争力。船舶及桥梁行业是我国的大型重点装备制造业，激光切割已经成为国际上行业应用的一种板材精密切割的基本方法。与传统等离子切割的±12mm/10m精确程度相比，激光对零部件的切割可达到±0.3mm/10m的精确度。许多造船厂用激光进行切割，使其直接成本降低了近50%。这显示了在船舶、桥梁和其他行业中更广泛地使用激光切割后，能

15、产生的利益增长幅度。我国对数控激光切割技术的开发研制是在20世纪80年代初、伴随着微电子技术的成熟并获得广泛应用的基础上开始起步的。激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术，由于具有诸多优点，已广泛地应用于电子行业、机械制造业、汽车制造业、航空航天、桥梁船舶以及大型装备制造业等领域。近年来，中国已经成为世界船舶制造市场中成长性最高的国家，已具有向更高目标迈进的基础和能力，正在大力开发高科技、高附加值的船型，包括超大型集箱船、大型液化石油气船、天然气船、豪华旅游船等，以提高在国际市场上的核心竞争能力。到2020年前后，中国船舶制造的整体技术水平和自主创新能力将进入国际行列，中国将由世界造船大

16、国变成为世界造船强国。CO2激光切割技术是激光加工应用最广泛的技术之一。欧洲已安装了12000台，北美安装有11000台，日本安装有10000台。我国台湾安装已超过500台。中国大陆安装数约为800台，功率逐渐由2000W提升到3KW、4KW，其中超大型激光切割机的需求在150200台左右。目前，激光切割、焊接加工在国外工业应用中占80%左右，而我国仅占20%30%。随着我国经济建设的持续快速发展与传统工业的改造和发展，近几年对激光切割焊接设备的需求量不断增加，但由于缺乏拥有自主知识产权、国产化、高性价比的CO2激光器，产业难以形成规模。现在，我国激光切割系统设备有将近50%需要从国外进口。国

17、内高端产品市场几乎全被国外产品占领，近几年来我国已进口400多台，花费了约2亿多美元。与高速发展的市场形成巨大反差的是目前国内船舶行业的加工技术仍然以传统的火焰切割技术和等离子切割技术为主，在高功率数控激光切割技术的应用上非常落后，激光加工此前只能静止作业，在加工幅面上受到很大的局限。仅能实现3×1.5米的钢板切割，而对于大幅面桥梁钢的切割完全依赖于进口设备。不仅购入价格昂贵、保养及维修也极为不便。在超大幅面的数控激光切割技术上一直无法突破国际先进技术的垄断，与国外先进技术差距明显。研发及生产超大型数控激光切割机，实现国产化已成为当务之急。该项产品旨在为船舶行业和桥梁制造行业生产配套

18、，将高科技激光技术与传统制造工艺相结合，促进传统产业的升级与改造，通过技术的改造升级，提高劳动生产率，降低生产成本，提升我国船舶、桥梁制造行业的国际竞争力，为激光技术应用到国民经济支柱行业提供配套服务与加工示范，对于提升我国制造业的制造能力、技术水平以及国际竞争能力具有十分重要的意义。2、激光表面强化技术是近二十年发展十分迅速的金属材料表面强化之一，它包括激光淬火、熔凝淬火、表面合金化和表面熔覆技术等工艺，针对铁路第六次大提速和我国高速铁路建立之后对钢轨、车轮使用寿命要求大幅度提高，现有设备和条件无法满足要求的现状，通过激光加工工艺的技术改造掌握钢轨、车轮表面激光强韧化技术，使得钢轨、车轮和轮

19、对的使用寿命延长23倍；同时研制钢轨、车轮激光表面强韧化设备并得到工程化应用。我国铁路线路行车密度大，对轨道的磨损将日益严重，由于离心力的作用，其中以道岔辙叉心磨损最为突出。据铁道部统计，在干线正线上的新提速道岔辙叉心平均使用0.85年后就必须进行修补或更换。以武汉铁路局为例，目前每年需更换辙叉心310个左右，按平均每个1.78万元（高锰钢辙叉心1.38万/个、贝尔辙叉心2.2万/个）计算，全段每年仅辙叉心磨损一项的生产成本就达551.8万元。以株洲工务段为例，管内三大干线正线954.45公里，共铺设道岔758组，平均每公里0.8组；每年由于磨耗伤损更换下道210组，占28。广铁集团内干线正线

20、上约有5490组道岔。按每年更换下道28计算，全集团一年干线正线共需更换下道1538组。扣除辙叉心激光相变强韧化处理费用后，株洲工务段仅干线正线上每年就可节约辙叉心费用（不包括节约更换辙叉心人工费）达100万元以上。全集团仅干线正线上每年节约辙叉心费用达1000万元以上。该项技术推广应用到全国铁路系统，将成为未来数十年内钢轨、车轮表面强韧化处理的主流技术，带动铁路行业及铁路轮轨表面处理相关产业的经济效益达20亿元。将产生巨大的经济效益和社会效益。（二）项目改造的必要性1、国内外激光技术上的差距目前，在激光技术的激光加工系统设备的研发和应用方面，我国与发达国家的差距在逐渐扩大，其主要表现如下：（

21、1）激光器关键技术落后。激光技术的核心是激光器，从二十世纪60年代激光器诞生开始，激光技术是当时我国与发达国家之间差距最小的研究领域之一，后来，因种种原因，我们没能继续跟上世界高技术发展步伐，在激光器的关键技术上与国外先进水平的距离越拉越大，特别是大功率激光器等方面，差距更明显。目前，我国中大功率半导体泵浦固体激光器（包括光纤激光器）仍停留在实验室研究阶段，由于国内半导体工艺的相对落后，而且国外曾在中大功率半导体激光器方面对我国实行禁运封锁，使得我国在大、中功率半导体泵浦固体激光器的研发方面大大落后与美国、德国、日本等发达国家，在中、大功率半导体泵浦激光器产业化方面更是一片空白，特别是在光纤耦

22、合输出的高功率半导体激光器方面，极大地制约了全固化激光器在激光制导、激光雷达、红外干扰等军事应用以及激光加工制造、激光医疗、激光标记、材料精细处理等方面的应用。（2）激光加工工艺技术不高。激光加工质量的保证和提高在很大程度上取决于成熟的激光加工工艺技术，即确定加工的最佳工艺参数，它是随激光技术不断发展并经过大量的应用研究与实践逐步积累完善起来的。激光加工技术的发展，就是激光加工工艺技术的提高和完善。目前，我国还没有建立完善、先进的激光加工工艺研究体系，难以为激光加工设备的研制生产提供加工工艺的技术方案和基础参数，以致加工工艺技术处在一个较低的水平，制约了激光应用产品的开发和应用水平的提高。（3

23、）激光器元器件及材料方面的差距。我国现有制造激光器材料的基础条件弱，制造业水平不高，单元技术的落后严重影响了激光设备的性能，如功率的提高、能量的稳定性、器件的可靠性以及光束质量等，同时影响着激光器研发水平和系统集成水平。一些重要材料甚至零部件都不得不依赖进口，使整机系统的成本较高，制约了激光产业效益的提高。（4）高技术人才缺乏，研究方向偏离。缺乏高技术人才也是制约我国激光产业发展的重要因素，例如应用软件的开发，国外激光系统应用软件正向着智能化，简易化和多功能方向发展，它决定了激光整机系统多功能的实现，也是不同厂家产品特色的体现，但由于我国在激光应用软件设计方面所吸引的人才不足，造成激光应用软件

24、功能比较单一，影响了整机性能的提升。此外，激光业和激光研究单位重激光器制造技术研究，轻单元技术研究，造成单元技术和激光元器件、材料难以国产化的局面；重整机系统集成技术研究，轻激光加工工艺研究，使激光应用产品的开发速度缓慢，开发能力低。（5）科经结合的有效机制尚未形成。激光产业的发展离不开科技的支持，科研机构的理论研究、基础研究最终转化为现实生产力，必须经过中试、工业化研究阶段，因此只有通过科研机构与激光企业的密切合作才能不断开拓新的产品，拓宽新的领域。由于科技经济结合的有效机制尚未形成，激光企业自身规模不大，积累不足，致使激光企业难以支持科研机构的长远研究，无法实现科研机构与企业深层次的合作，

25、反过来科研机构的基础研究放慢或降低，也就难以促成激光产业技术的持久进步。2、国内外激光产业上的差距从近期国内外激光产业的发展现状来看，我国激光产业与发达国家的差距主要表现如下：（1）我国激光企业大都处于起步或发展阶段，组织不合理，分工不明确，特色不明显，优势资源分散。多数企业生产技术门槛较低的中低档CO2和YAG激光加工和医疗设备，且产品在低端重复，不仅不能满足传统制造业对日益发展的中高档激光设备的市场需求，而且由于企业的产品过度分散，使研发优势资源未能集中，激光应用设备水平提高不快，应用开发能力下降，因而对传统制造业的改造和提升影响力不够。同时，激光产业规模较小，产业集成度和显示度不高，激光

26、产业自身缺乏行业自律，产品质量缺乏标准和规范，存在无序恶性竞争，导致国内激光企业在市场竞争中与国际化大公司相比整体处于弱势。因此，急需通过产业化发展，形成产业链，合理分工，协调发展。（2）我国激光应用成套设备开发能力明显落后于国外企业，已开发的激光应用设备大都是亦步亦趋的跟着国外开发的应用产品走。激光产品高附加值未能在市场体现。国外统计表明，单纯的激光器件与成套设备的价格比，在激光加工方面为145，在激光医疗方面为156，在激光测量方面为120，可见激光应用设备比单纯激光器件有更高的产值和附加值，我国激光产业对激光应用成套设备的开发能力低将直接影响激光企业的销售规模和利润额，在与国外激光产业同

27、期销售额相比，我国所有激光设备生产厂家的年销售额只占到全球激光产业年销售额的0.2%左右。差距如此之大，不仅影响了激光企业的效益，同时也影响了传统产业装备改造和水平提升，因此，国内激光产业必须进一步延长产业链，增强大型成套激光设备的开发，积极推进激光在工业领域的广泛应用，以此壮大我国激光企业的规模。（3）我国激光产业市场推广力度本来不够，加上产品质量与国际水平的差距，致使消费市场更缺乏认同感。我国激光企业优势产品研究开发创新不够，高档次的市场需求的产品少，产品重叠的现象比较多，缺乏市场竞争力。以湖北省为例，现在除华工激光、楚天激光、团结激光等少数企业在按引进、消化、吸收和创新的跨越式的模式发展

28、外，大多数激光厂家既没有力量雄厚的试验中心，又少与国际激光技术行业进行交流，仅限于对国际或国内成熟技术的重复开发或产品复制，在前沿技术跟踪研究，掌握核心技术方面明显不足。（4）我国激光产业外协配套依赖性大，但国内协作配套困难。我国多数激光企业在设备系统集成时都直接进口激光器，部分有能力的企业采取组装方式，少数企业能够自制激光器。激光器是激光应用设备的核心部件，它决定了整机质量和成本。在生产成本上，采用进口激光器，成本要占整机成本的4050%，自己组装，成本则在3040%，而自己生产，成本只有20%。因此，迅速提高国内激光器自制和组装能力，尤其是专业生产激光器的能力是提高激光企业效益的关键之一。

29、在激光应用设备的配套上，国外企业大都采用OEM方式，但由于国内激光产业不发达，产业显示度低，必然造成外协配套方面的困难。激光元件、结构件和材料方面问题十分突出。只有整合延伸激光产业链，壮大激光产业自身规模，吸引更多的配套协作企业，才可能发挥各自优势，从而根本解决外协配套问题。（5）我国激光企业大多是由民营企业发展而来，从起步开始，大都经历了一个艰苦的创业过程，几经挫折，艰难生存。激光企业在生存和发展过程中，首先是面对强大的国际竞争对手和国内无序竞争的双重压力。这种发展过程和市场环境制约了我国激光企业的发展水平，使国内激光企业一直处于相对弱小的状态。3、激光工艺改造的技术优势激光技术作为当今世界

30、的一种高新技术，在发展光电子信息技术上，在改变和提升制造加工业的过程中，发挥了日益突出的作用。激光技术及系列加工设备的研发对我国的国民经济和社会的发展具有不可估量的影响。本项目的实施是符合国家鼓励中小企业发展的有关要求的。自主研发的的高功率CO2激光器，解决了我国目前激光加工设备急需的配套产品, 填补了国内空白,结束了我国高功率CO2激光器依赖进口的历史。光谷激光在武船重工配套的18米激光切割机为目前亚洲最大的激光切割机，将原有20人3天的劳动效率提高到1人1天完成，为船舶行业的技术升级改造提供了基础和示范。针对铁路6次提速和重载带来的表面磨损加剧，对于铁路系统中钢轨、车轮、护轮轨、道岔的表面

31、强韧化关键技术突破提高了交通设施的全寿命使用周期3倍以上，具有重要经济意义。针对机车齿轮、转轴的热处理修复技术，石化行业的油管切割技术等，都带动了传统行业的技术进步和升级。各项关键技术的突破，使激光加工设备应用到更加广泛的工业领域，大大提高了劳动效率，节约了生产成本，充分利用先进的激光技术和设备来改造传统产业综上所述，提出高功率轴快流CO2激光器、激光加工成套设备和激光连锁在线加工站产业化项目，既有利于国家支持的装备制造业的振兴，也有利于中小企业结构升级，对于促进就业也具有十分重要的意义。四、改造的主要内容和目标项目改造的内容分为厂房改造、技术改造和工艺改造三个部分，目标是建设省内最大的激光研

32、发生产基地，同时通过技术和工艺的改造研制出新型激光设备，为船舶、钢铁、铁路、石化等行业企业生产配套产品。（一）厂房改造1、原有厂房超净生产车间的改造，用于大幅提升产能和生产效率；2、扩建研发生产综合楼一栋共计11000m2，包括高功率激光器、激光成套设备的生产厂房和激光技术研发、激光加工工艺研发中心，同时具备激光加工全国连锁的管理职能；此项工程自开工以来进展顺利，截至目前已完成封顶工作，正在进行外墙装修，预计2009年9月企业可以入驻生产；3、在原有基础上扩建激光加工连锁站5家，全面扩大激光加工的应用范围，形成激光装备加工应用的示范基地和展示中心。（二）激光设备的技术改造基于提升设备性能、拓宽

33、产品市场空间的技术改造主要内容为激光切割设备的技术改造和激光表面强韧化的工艺改造。1、激光切割机技术改造内容主要在以下关键技术上形成突破：包括：精密防震技术、光能机载技术、重载丝杠予应力技术、长光路补偿技术等。激光精密防震技术是超大型数控激光切割机的关键支撑技术。此前国产激光切割机只能在静止不动的状态下进行钢板切割，因为高质量的激光切割依赖于稳定的光束质量，加工中的震动会对激光的光束质量带来很大影响，从而直接影响切割精度、切缝宽度及切口断面的光洁度。因此激光加工幅面的拓宽，绝非简单的延长加工轨迹。要想实现激光器的超大幅面切割，就要使激光器在加工导轨中运动作业，并最大程度的降低运动过程中设备震动

34、所带来的负面影响，保障光束质量的稳定性。由于此前国内在精密激光器防震技术上一直无法取得突破，是造成国内无法自主生产高精度、超大幅面激光切割机的关键。光能机载技术和重载丝杠予应力技术用以解决高功率4KW大型激光器（重量约1.5吨）在导轨上的稳定运动切割作业，使设备在3×18米的加工范围内能够实现高质量、高稳定性的切割。长光路补偿技术用于解决激光设备在长距离加工过程中造成的功率损耗问题，保证加工光束的出光质量。项目自2008年底开展以来，为了解决高功率激光器在运动中的稳定切割作业，在技术改造中突破传统的激光器相对固定的模式，采用把激光器固定在运动的X、Y轴上，大大缩短光束传输长度，解决因

35、光路过长，由于光束发散而导致输出光束扩大不能高度集中，造成光束质量下降的问题，确保切割性能良好；此项改造在另一方面加大了X、Y轴的动能，因为激光器加上X、Y轴运动部件，其总重量可达5吨以上，要使如此庞然大物做到运动中重复定位精度在0.01mm，是个很大的难关，项目组采用了大量的数字化技术和大功率的伺服系统，使该设备做到了大而不笨，光束质量稳定，并具有四轴互动的功能。为了使激光设备在船舶行业的配套生产相适应，公司与武船重工共同研制大型设备，并在生产线上进行装配、调试和试加工。采用了精密大型光学准直仪检测22m长导轨的精度，全长的直线度在每一分段都控制在0.01mm以内，导轨的平行度控制在0.01

36、mm，不平度控制在0.015mm。同时，武船重工的设计人员也到现场进行了积极的配合和指导，解决了现场出现的各种技术问题，保障设备顺利安装、调试并进行试加工生产，同时针对各种不同厚度的钢板进行试切割。通过技术改造，激光切割设备达到如下标准：序号项目名称参数单位1加工范围3000×18000mm2工作台尺寸3000×18000mm/m3X、Y轴定位精度±0.03mm4X、Y轴重复定位精度±0.01mm5A轴定位精度±0.1/1000mm6A轴重复定位精度±0.1mm7二次重复定位精度±0.1mm8X、Y轴最大定位速度50m/mi

37、n9Z轴最大定位速度15m/min10A轴最大定位速度10m/min11激光器功率4000w2、激光表面强韧化工艺改造内容：（1）保证钢轨、车轮在高硬度的同时兼有良好韧性，不会在使用过程中产生裂纹或者发生断裂事故，从而大幅度提高钢轨的耐磨性；事实上，全长感应淬火工艺可以获得高硬度的马氏体。但是，该马氏体组织粗大，疲劳裂纹的萌生速率和扩展速率很快，容易导致钢轨断裂。因此，为了确保钢轨的整体性能，要将钢轨的硬度控制在较低的范围，如Hv390以内，此时的组织是片状珠光体，以便保证钢轨表面具有足够的强韧性匹配。激光表面强化处理是一个快速加热冷却的热循环过程，激光淬火时所形成的马氏体组织细小、致密，特别

38、是表面所产生的应力是压应力，因此即使在铁路运输的高周疲劳应力的作用下，表面层的裂纹萌生及扩展的速率也很低，这样就可以从根本上克服全长感应淬火技术中硬度不能过高的缺点，使其能够在高硬度下工作，大幅度提高其表面耐磨性。（2）实现轮、轨表面强韧性的合理匹配，使轨、轮系统的耐磨性最大化；钢轨/车轮的耐磨性匹配，是铁道运输中长期以来需要解决的难题之一。车轮与轨道是一对典型的摩擦副，两者的耐磨性不仅与材料自身的硬度有关，还和列车的载荷（即车轮轴承受的重量）、运行速度等参数密切相关。因此，掌握车轮、钢轨强韧性匹配对两者耐磨性的影响规律，是工艺研究的关键技术与难点之一，需要通过大量的实验室试验及跑车试验加以解

39、决。应特别重视钢轨与车轮之间的硬度匹配，使得轮/轨系统的耐磨性合理匹配。为了保证技术改造内容的的顺利实施，项目将引进部分生产设备10余台套，和辅助设备、检测设备20余台套，通过全面改造建设省内最大的高功率激光器、激光加工成套设备研发生产基地，实现新增销售收入8000万元，带动社会就业800人。项目新增生产设备一览表序号设 备 名 称规格型号单位数量单 价(万元)总 价(万元)12500W激光加工设备HT-2500台26012023000W激光加工设备TJ-3000台28016034000W激光加工设备CP-4000台21503004高性能激光切割设备SLCF台12102105合 计台套10/7

40、90项目新增辅助设备仪器一览表序号设备名称规格型号单位数量单价（万元）总价（万元）备 注1光束模式分析仪台18080进口2激光准直系统套18.38.3进口3激光功率测试仪5KW台17.77.74示波器20MHz台12.12.15DSP开发系统套19.79.7进口6行吊台162627数控车床台162.462.48洁净工作系统1万级套182.882.89电工常用仪器工具套20.20.410计算机系统套50.8411涡轮风机台1 5151进口12激光开关电源零部件套125.725.713高压变压器台11.31.314真空泵台12.92.9进口15激光器控制系统元器件套122进口16气、液动元件套10

41、.90.917镜片套14.14.1进口18热交换器台10.50.519充排气系统套11.71.720合计台(套)43409.5五、项目总投资、资金来源和资金构成（一）项目投资规模：本项目总投资规模5000万元，其中：固定资产投资3000万元，流动资金2000万元。固定资产投资中厂房改扩建投资1800万元，新增设备投资1200万元。（二）资金来源资金来源：企业自筹资金3000万元，银行贷款2000万元（中国农业银行2000万元流动资金贷款，已到位）。（三）固定资产投资构成 固 定 资 产 投 资 构 成 表 单位：万元序号项 目估算投资占投资比例（%）1新增设备费用120040%2建筑工程640

42、.521.35%3公用工程2759.16%4总图923.06%5其他工程和水电308.510.28%6其他费用2508.33%7基本预备费2347.80%8固定资产投资合计3000100.00%六、人员培训及技术来源（一）人员培训在人员培训方面，本项目劳动定员为68人，人员主要由公司在现有生产人员中调配，少量生产管理和市场销售人员向社会公开招聘，对新聘人员公司统一采取试用3个月后再针对岗位进行培训。项目中关键技术研发人员由企业核心技术人员承担，在可研企业情况部分已有介绍。其他设备操作和加工人员都采取岗前培训，熟悉业务上岗的原则。2008年底公司派送5名技术人员前往北美prima公司参观、互访和

43、培训。对于激光设备配套生产的行业，例如武钢、中铁武桥的激光切割机示范中心，为了使激光切割机能在生产线上长时间稳定可靠地投入生产运行，公司及早地派出了生产操作人员，在设备制造的同时进行了为期四个月的跟踪培训工作，培训内容包括：1、激光器的工作原理和切割机的结构；2、激光切割设备的操作技术；3、激光切割机的维护与保养；4、激光加工安全教育等。所有生产操作人员参加了设备在武船重工生产线上的装配、调试和试加工过程。全部都获得了培训合格证和上岗资格证。（二）技术来源公司的技术来源主要有两种方式：企业自主研发和引进、消化、吸收和再创新。1、在激光成套设备的核心器件激光器上，企业采取自主开发和引进相结合的方

44、式。在自主开发的的2500W轴快流CO2激光器的基础上，引进世界三大激光器制造公司美国PNA公司4000W（CP4000）轴快流CO2激光器技术，通过消化吸收和在创新，在激光器关键单元技术上实现突破，并开发出自主知识产权的4000W高功率轴快流CO2激光器，拥有稳定工作的激光谐振腔和充排气系统，为激光成套设备的技术改造提供重要支撑。在关键单元技术上要拥有完全独立的自主知识产权。2、针对于激光切割机的技术改造，主要技术涉及有激光精密防震技术、高功率的长光路的控制技术、五轴控制同步驱动技术和光能机载技术等技术。这些关键技术均属于企业自主研发的自有技术，企业将在项目技术改造完成以后进行技术专利的申请

45、。七、项目实施进度计划建设地点：湖北省武汉市东湖高新开发区汤逊湖1号长城创新科技园。项目建设期为1.5年，从2008年11月至2010年6月。共分两个阶段进行：（一）第一阶段： 2008年11月2009年8月在项目原有基础上，进行厂房超净生产间改造工程，和扩建研发生产综合楼11000m2，目前完成超净间改造，扩建综合楼已全部封顶，正在进行外墙装修，9月即可入驻生产。开展激光设备关键技术研究和激光加工工艺研究，通过技术改造研制大型数控激光切割机，为武船重工、中铁武桥等船舶制造企业提供生产配套。开展激光表面强韧化工艺研究；2009年8月初步完成激光表面热处理加工工艺研究和建立数据库，同时在省内船舶

46、、钢铁行业扩建激光加工站2家，做为激光装备的配套示范。 （二）第二阶段：2009年9月2010年6月完成技术改造内容，形成配套船舶、钢铁等行业加工配套的产品，并完成中试，形成示范中心。设备达到技术改造各项指标并进行批量生产，同时继续在省内扩建激光连锁加工站3家。至2010年中实现新增销售收入8000万元的规模。八、项目经济效益和社会效益分析（一）项目经济效益分析1、生产成本和销售收入估算预计标准年项目产品的总成本费用为6140万元，项目完成时项目产品年销售收入为8010万元、净利润1012万元、交税总额383万元，将全面代替进口高功率激光器产品。2、销售税金及附加测算根据现行中华人民共和国增值

47、税暂行条例规定，本项目产品加工费收入应纳增值税，税率17%。附加税中，城市维护建设税、教育费附加、堤防费，分别为应纳增值税额的7%、3%、2%；平抑物价基金、教育发展基金分别为销售收入的1。按购进扣税法测算，预计本项目正常生产年份应纳增值税302万元，税金及附加60万元。3、利润测算 本项目正常生产年份的销售收入为8010万元，总成本费用为6140万元，销售税金及附加60万元，利润总额为1870万元。各年实现利润按15%交纳所得税，正常生产年份所得税后利润为280.5万元。4、财务评价指标根据“损益表”、“投资估算表”计算出本项目的各项增量财务评价指标如下。（1）投资利润率1870/5000&

48、#215;100%37.40%；（2）投资利税率2210/5000×100%44.20%；（4）投资净利润率1012/5000×100%20.24%；（5）投资净利税率1252/ 5000×100%25.04%；5、财务评价从以上各项指标中可以看出，本项目的投资利润率37.40%、投资利税率分别为44.20%。经测算，本项目投资回收期为2.5年。（二）社会效益分析中国激光产业处于前引导期，一旦激光产业链形成，就会产生更大更长时间的市场需求，拉动关联产业，形成新的技术领域和经济增长点。湖北激光产业化将会带动全国激光产业和关联产业协调发展。运用“形成产业链，壮大产业群

49、，生产规模化，产品专业化，市场全球化、资本国际化”模式既引入资金又嫁接技术来推动我国激光产业突出优势，显现特色，促进分工，良性发展，整体提升我国激光产业的国际竞争力；通过产业链式发展和聚集效应带动一批激光企业和配套产业的发展。在产品链上提供配套并改善基础元器件和高端激光器依赖进口局面。国内大功率轴流CO2激光器、大功率半导体激光器基本依赖进口，进口成本占整机的4050%，光谷激光器项目配套后会降低1530%，为国内激光企业降低配套成本，增加效益空间；在技术应用链上推动全国钢铁、冶金、汽车、造船、石化、机械、电子等产业技术装备水平提升，包括提高其综合效益。如：全国钢铁企业年消耗轧辊等配件的总费用高达100亿元，经激光热处理后可以降低轧辊消耗约50%，使全国年消耗轧辊费用节省50亿元左右，降低钢铁生产成本34%。同时，因轧辊寿命延长，减少更换次数而提高生产效率，可提高轧钢产量5%10%。辐射全国的综