激光清洗技术相关专利以及发展趋势

据悉，山东理工大学和陆军装甲兵学院机械产品再制造国家工程研究中心的科研人员报道了从中国专利看激光清洗技术的进展研究。相关论文以“Progress of laser cleaning technology from the perspective of Chinese patents”为题发表在《Frontiers of Mechanical Engineering》上。

激光清洗技术是近年来迅速发展起来的高科技表面工程技术。它被认为是21世纪最有发展前景的绿色清洁技术，相关专利申请呈爆炸式增长趋势。本研究总结了中国激光清洗领域专利申请的总体趋势，重点系统分析了过去6年中与清洗不同基材和涂层、清洗设备和工艺相关的专利申请。阐明了中国激光清洗专利申请的增长趋势、机构属性、地区分布和类型比例等主要特点。明确了不同基材和涂层的激光清洗专利申请特点。概述了激光清洗设备、清洗终端和监测装置的研发进展，探讨了通过激光清洗保持基材表面完整性和实现表面功能化的潜力。确定了激光清洗的改进领域，来支持激光清洗技术的创新发展。

图1 2013年之前激光清洗的发展历程。

图3激光清洗专利的分类比例。

图4 2013至2023年核心申请人的前10大申请。

图5含导电层的碳纤维增强树脂基复合材料结构图。

图6(a)激光清洗高能涂层除锈层示意图。(b)冲击波促使锈层脱落。(c)加热超声波一体化激光清洗设备结构图。(d)辅助加热可降低非晶合金的强度和硬度。(e)超声波使锈蚀颗粒松动。

图7(a)局部修复钛合金微弧氧化涂层的装置和方法。(b)激光清洗氧化锆热障涂层示意图。

本研究对中国激光清洗领域的专利进行了系统分析。目前，激光清洗专利数量增长迅速，产业布局基本确立。

但是，在将激光清洗知识产权转化为工程应用的过程中也遇到了一些问题，如机制不完善、通用性差等，这些都是我国激光清洗领域亟待解决的问题。

因此，加强校企合作、激励知识产权创新、提供专项政策支持是推动激光清洗产学研用高质量发展的有效措施。激光清洗技术得到了政府、高校（或科研院所）和企业的高度关注，呈现出蓬勃发展的态势。

(1)激光清洗可满足铁、铝、钛和复合材料等不同基材的清洗要求。它能有效清洗腐蚀层、油漆层和积碳层。激光清洗设备正朝着更便捷、更轻便的方向发展，这大大提高了终端与清洗设备之间的兼容性。在线监测手段更加丰富，智能清洗逐渐成为主流。对激光清洗过程和激光复合清洗方法的精确控制，在保持表面完整性和实现表面功能化方面具有巨大潜力。

(2）激光清洗领域仍有几个方面需要改进。例如，离线监测方法普遍缺乏时效性，导致难以根据清洗效果实时调整清洗方案。这也使得污染物的清洗阈值和基体的损伤阈值的控制变得复杂。因此，开发实时监测设备和方法迫在眉睫。高能量密度的激光清洗会因热量积累而对基体造成损坏。采用液体辅助激光清洗和液氮（预冷气体）辅助激光清洗有助于避免对基底造成二次损伤。研发重点应放在管件、精密仪器和大型部件上，扩大激光清洗的应用范围。

(3）降低成本、提高效率、改善激光清洗质量是今后继续努力的方向。激光复合清洗、智能清洗、“洗修”一体化有望成为激光清洗领域的研究重点。此外，相关专利申请也将成为工业领域的焦点，推动激光清洗技术进入快速发展的新阶段。此外，激光清洗作为一种绿色清洗技术，将在我国“碳达峰、碳中和”战略中发挥越来越重要的作用，同时为全球可持续发展做出贡献。

来源：长三角激光联盟