Лазерные технологии в современной промышленности

Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Лазерные технологии в современной промышленности.
Программа создания системы российских региональных
лазерных инновационных центров.
И.Б. Ковш, президент Лазерной ассоциации
Выступление на Международном семинаре «Формирование
национальных инновационных систем».
Москва, МЦНТИ, 4 марта 2008 г.
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Содержание:
1. Лазерная обработка материалов. Причины активного внедрения.
2. Опыт индустриально развитых стран. Тенденции мирового рынка
ЛТО.
3. Использование ЛТО в российской промышленности. Спрос и
предложение.
4. Предложения Лазерной ассоциации. Возможности ЦТТ ЛАС.
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Перечень наиболее распространённых лазерных технологий













Резка, раскрой
Сверление, прошивка отверстий
Точечная и шовная сварка, пайка
Размерная обработка («фрезерование лучом»)
Поверхностное упрочнение металла
Гравировка и маркировка
Скрайбирование полупроводников и диэлектриков
Изготовление трафаретов печатных плат и интегральных схем
Формирование и удаление тонких пленок
Отжиг и легирование полупроводниковых подложек
Быстрое изготовление объёмных форм любой сложности
Очистка поверхностей, в т.ч. от радиоактивных загрязнений
Модифицирование поверхностного слоя материалов
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Достоинства лазерных технологий обработки материалов









локальность воздействия, отсутствие контакта с обрабатываемым изделием
- возможность быстрой обработки нежёстких изделий
универсальность, возможность обработки различных материалов
- в т.ч. особо твердых, хрупких, композиционных и т.д.
высокая скорость и точность обработки в различных геометриях
- обеспечение высокой производительности
отсутствие потребности в финишных операциях
- сокращение сроков обработки и трудозатрат
высокая степень автоматизации, быстрота перенастройки ЛТО
- обеспечение гибкости производства
энергосбережение, минимизация отходов
- экономия материалов и энергии
экологическая чистота
- возможность размещения ЛТО в жилых районах
возможность комбинирования с другими видами обработки
- большая широта выбора технических решений
высокая экономическая эффективность (при грамотном использовании ЛТО)
- обеспечение конкурентоспособности производства и
выпускаемой продукции
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Сравнительные данные по эффективной стоимости
обработки типовой детали
Изделие: черт. 400 206 16 02, нержавеющая сталь, толщина 1,5 мм.
10 дет.
Штамповка
100 дет.
1000 дет.
10000 дет.
500500
505000
550000
Фрезеровка на станках с ЧПУ
5400
27000
243000
2403000
Лазерный раскрой
1250
8000
75500
750500
3000000
Штамповка
стоимость деталей, руб
2500000
Фрезеровка на станках с ЧПУ
2000000
Лазерный раскрой
1500000
1000000
500000
0
10 дет
100 дет
1000 дет
10000 дет
количество
деталей
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Сравнительные данные по времени изготовления партии типовых деталей
время
подготовки,
час
Штамповка
время изготовления, час
10 дет.
500
Фрезеровка на
станках с ЧПУ
40
Лазерный раскрой
4
100 дет.
1000 дет.
10000 дет.
501
510
600
44
80
440
4040
4,2
6
24
204
Штамповка
Фрезеровка на
станках с ЧПУ
Лазерный раскрой
время изготовления, час
4500
4000
Штамповка
3500
Фрезеровка на станках с ЧПУ
3000
Лазерный раскрой
2500
2000
1500
1000
500
0
10 д ет
100 д ет
1000 д ет
количество д еталей
10000 д ет
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Преимущества предприятий, освоивших лазерные технологии
 возможность использования принципиально новых
конструкторских и технологических решений
 гибкость производства
 конкурентоспособность на внутреннем и
внешнем рынках
 возможность участия в международных
кооперациях
 повышение культуры производства,
привлекательность для молодых кадров
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Laser Macro Processing Systems Vs Machine Tools
World Market
10
Index
8
Laser Macro Processing Systems
6
4
2
Machine Tools
0
1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006
Data: Optech Consulting, VDW
Средний темп роста мирового объёма производства
лазерных технологических систем в 1991-2006 г.г. – 9,87%.
Для металлообрабатывающих станков в этот же период – 1,3%
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Значение лазерных технологий для промышленности
Электроника
Объем производства оборудования для лазерной
фотолитографии в 2001-2003г.г.
– около 1 млрд евро
Объем продаж микропроцессоров, изготовленныхых с
использованием этого оборудования
– 155 млрд евро
Объем продаж конечных продуктов на базе этих
микропроцессоров (компьютеры, мобильные телефоны,
цифровые камеры и др.)
– 1160 млрд евро
Машиностроение
Стоимость десятка роботизированных сварочных
установок с мощными лазерами
– около 6 млн евро
Стоимость легковых автомобилей «Ауди» с
алюминиевым кузовом, выпускаемых в течение
одного года
– не менее 700 млн евро
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Спрос на оборудование и услуги по лазерной обработке
Тип технологии
Доля в потребности
раскрой
35%
сварка
17%
сверление
20%
маркировка
12%
термоупрочнение
16%
Спрос на услуги по лазерной
обработке по видам
лазерных технологий
Спрос на оборудование
по видам лазерных
технологий
Тип технологии
Доля в потребности
раскрой
47%
сварка
18%
сверление
15%
маркировка
11%
термоупрочнение
8%
Статистика – по 600 предприятиям из 8 регионов России, заполнившим анкету ЛАС.
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Препятствия на пути широкого освоения
лазерных технологий в российской промышленности
 финансовая слабость большинства предприятий в
несырьевых отраслях
 неосведомленность руководителей и ведущих специалистов в
части сегодняшних возможностей таких технологий и
характеристик ЛТО
 неподготовленность конструкторов и технологов к
планированию использования лазерных технологий на этапе
проектирования деталей и узлов
 острая нехватка кадров пользователей ЛТО
 отсутствие внятной государственной промышленной политики
Для преодоления этих препятствий нужно
объединение усилий на региональном уровне.
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Целевая региональная программа внедрения лазерных технологий
Задачи:
 расширение использования экономически выгодных и технически
высокоэффективных лазерных технологий в промышленности региона;
 повышение конкурентоспособности предприятий региона за счет использования
лазерных технологий;
 создание условий для увеличения выпуска в регионе современной лазерной
техники и расширения рынков ее сбыта;
 повышение привлекательности предприятий региона для молодежи за счет
улучшения культуры производства.
Основные направления работ:
 анализ и прогнозирование потребностей региона в лазерных технологиях и кадрах
для их реализации;
 организация информационно-консалтингового обеспечения предприятий региона,
заинтересованных в освоении лазерных технологий;
 подготовка для нужд региона кадров пользователей лазерных технологий,
операторов ЛТО и его разработчиков, а также специалистов по лазерной
безопасности;
 организация заводских и региональных (job-shops) лазерных технологических
участков, помощь предприятиям в приобретении и техническом обслуживании ЛТО;
 развитие в регионе производства конкурентоспособного ЛТО и оснастки для него;
 стимулирование инновационного сотрудничества разработчиков и пользователей
лазерных технологий.
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Задачи российского регионального лазерного
инновационно-технологического центра







Информационно-консультативная и организационно-методическая
помощь предприятиям, осваивающим лазерные технологии
Демонстрация рабочих возможностей современного ЛТО,
изготовления опытных партий изделий по заказам предприятий,
адаптация лазерных технологий к их конкретным задачам
Повышение квалификации специалистов в части возможностей
лазерных технологий и обеспечения безопасности при работе ЛТО
Мониторинг потребностей в ЛТО и услугах по лазерной обработке
материалов в регионе
Помощь администрации региона в развитии инновационной
деятельности, подготовка и выполнение региональных проектов и
целевых программ освоения лазерных технологий
Помощь разработчикам ЛТО и лазерных технологий в организации
контактов с потенциальными потребителями
Оказание услуг по лазерной обработке материалов
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Центр трансфера лазерно-оптических технологий ЛАС
Задача ЦТТ: доведение описания научно-технических разработок до
инвестиционно-привлекательного уровня, обеспечивающего
возможность привлечения партнеров
Инструменты: Интернет-модуль первичной оценки рентабельности и
реализуемости инновационных проектов, базы данных по лазерной
технике и технологиям
Старт проекта: составление формализованного паспорта проекта,
содержащего необходимые исходные данные (в т.ч. поэтапная
стоимость проекта, планируемые объёмы производства и себестоимости
продукта, жизненный цикл продукта на рынке)
Результат консалтинга в ЦТТ: оценка реализуемости проекта и
эффективности его финансирования по схемам «кредит» и
«совместный капитал», составление бизнес-предложения
Лазерная ассоциация
Международная научно-техническая организация
Спасибо
за внимание