激光再制造技术发展现状与前景展望

董世运，闫世兴

（陆军装甲兵学院 装备再制造技术国家级重点实验室，北京 100072）

0 前 言

近年来，再制造产业在国家政策支持下获得了快速发展，为我国经济绿色、可持续发展做出了重要贡献。在此过程中，再制造技术方法不断丰富，再制造工程理论和技术体系不断发展和完善。其中，激光再制造技术作为一项先进再制造技术，得到了科研院校和企业的高度重视，应用领域快速拓展，创造了巨大经济效益和社会效益，呈现出了巨大潜力和广阔前景。

激光再制造技术是指应用激光对零部件进行再制造处理的各种激光技术的统称[1]。目前，激光再制造技术在中国正快速发展，从事激光再制造研究的高校和科研院所越来越多，研究队伍亦逐渐壮大。同时，激光再制造专业化企业和科研团队不断涌现，推动激光再制造技术在不同领域装备维修和延寿中成功应用，例如：石化行业的烟气轮机、风机和电机，电力行业的汽轮机和电机，冶金行业的热卷板连轧线、棒材连轧线、线材高速连轧线，铁路行业的货车车轮、车轴、铁路机车曲轴，航空发动机部件和大型船舶内燃发动机部件等等。多年来，装备再制造技术国家级重点实验室从激光再制造成形理论、技术工艺、新型材料及应用等多方面对激光再制造技术进行系统研究，推动应用激光清洗、激光焊接和激光熔覆等激光再制造技术工业应用，并成功再制造了重载车辆齿类件、轴类件、车辆发动机曲轴和凸轮轴、发动机铝合金缸盖等装备关键零部件。

本文在介绍激光再制造技术特点和激光再制造工艺流程基础上，重点介绍激光再制造技术体系及其发展与应用现状，并从零部件合金材料体系角度，综述激光再制造技术的工业应用现状和发展前景，提出激光再制造技术方法选用原则和方案设计原则，为进一步开展激光再制造技术研究和促进激光再制造技术工业应用提供参考。

1 激光再制造技术体系及其发展

激光再制造技术已经历30余年发展历史，但在其前20余年，由于激光器水平和激光技术应用水平较低，人们对激光技术了解少、对激光再制造技术认识不够，工业应用中的激光再制造主要以激光熔覆技术为主，且其应用范围较小，因此，尚未能建立激光再制造技术体系。近10余年来，随着我国激光器水平提升、激光应用技术发展以及再制造产业的蓬勃兴旺，激光再制造技术和产业应用在国家政策和国家重点项目支持下，也获得了科研院校以及民用工业领域和军工企业的更广泛关注和快速发展，激光再制造技术体系逐步建立起来并不断发展。近年来，激光再制造技术已由最初主要关注恢复零部件损伤部位尺寸和性能的激光熔覆技术，拓展到了激光再制造全流程相关的激光技术及其应用。同时，激光再制造技术因其再制造的服役性能优异、技术性价比高等技术优势，其技术方法已不再局限于修复损伤失效零部件，而已经反馈到零部件制造工序，激光再制造和激光制造在技术原理、工艺方法及工程应用等方面形成了相互促进和产业互动格局。

1.1 激光再制造工艺流程

激光再制造技术是装备零部件再制造的技术途径之一，因此激光再制造工艺流程必须遵循零部件再制造流程。图1给出了国家标准《GB/T 28618-2012 机械产品再制造 通用技术要求》所提出的机械产品再制造流程图[2]。在确定某待再制造装备（机械产品）特定零部件拟进行激光再制造后，需遵循图1所示流程图制定该零部件的激光再制造工艺流程图。

图1 机械产品再制造流程

对特定零部件进行激光再制造时，可以依据如图2所示激光再制造工艺流程，重点关注激光再制造技术方法及其工艺方案和工艺实施过程。以工业应用最广泛的激光熔覆方法再制造局部损伤零部件为例，首先要对损坏零部件进行失效分析，根据失效原因和失效状态制定合适的激光再制造方案，并对损伤零件进行预处理，然后通过激光工艺试验获得最佳激光再制造工艺参数和实施方法，在完成局部缺损部位激光熔覆再制造成形后，应当对沉积成形熔覆层进行质量评价，最终对再制造零部件进行可靠性评估和经济性评估等。

图2 激光再制造工艺流程

1.2 激光再制造技术体系

广义而言，激光再制造技术体系包含对应于零部件由旧件入厂至再制造后重新服役应用的激光再制造全流程各工序所涉及的相关技术，是装备制造技术、材料科学技术、激光加工工艺技术、数控技术、检测与控制技术等多种技术相结合而形成的有效的科学技术体系，其具体构成如图3所示[3]。其中，针对具体零部件的激光再制造而言，人们一般重点关注激光再制造工艺技术及其专用材料。

图3 激光再制造技术体系构成

狭义而言，激光再制造技术体系是零部件再制造全流程各工序涉及的各种激光应用技术所构成的材料激光加工技术体系。为此，按激光束对零部件材料作用结果的不同，激光再制造技术主要可分为两大类，即激光表面改性技术和激光加工成形技术，如图4所示，图中列出了部分常用激光再制造技术方法[3]。

图4 常用激光再制造技术方法

激光加工成形技术主要包括激光焊接、激光切割、激光打孔、激光快速成形等。激光切割和激光打孔都是利用高功率密度激光束辐射工件表面，在极短时间内加热材料，使其迅速熔化、汽化、烧蚀，实现钻孔或者切割的目的。激光焊接同样基于高能密度激光同材料的相互作用，利用激光作为热源熔化并连接工件。激光快速成形基于激光熔覆技术，在数控模型的控制下，用高功率激光束烧结金属粉末直接形成金属零部件或者在废旧部件上缺损部位烧结金属粉末恢复零部件形状和功能。

激光表面改性技术主要有激光淬火、激光熔凝、激光合金化、激光熔覆和激光冲击等。激光淬火和激光熔凝属于热工艺处理，通过改变材料表层组织来改变表面性能。激光合金化和激光熔覆属于热化学工艺处理，通过向材料表层添加合金元素或者增强颗粒或在材料表面制备不同材料体系的表层来改变表面性能，其特点是通过改变材料表层成分，然后实现改变材料表层组织和性能的目的。

激光再制造技术体系是开放性的技术体系。一方面，产品再制造全流程各工序不断应用新兴的新型激光技术方法；另一方面，在某产品或某零件再制造的实践中，激光熔覆等激光再制造技术只是完成核心工序环节，其前后工序尚需借助其他激光再制造技术手段或非激光手段完成；再者，传统激光再制造技术方法和其他再制造技术方法融合复合，形成新型复合再制造技术，提升再制造产品质量或效率等。产品再制造多工序特性决定了激光再制造技术体系的发展活力和开放性。

近年来，随着再制造产业发展和激光再制造技术应用拓展，从业工程师和科技人员在激光再制造技术应用的工程实践中，以工程背景为牵引、从实际需求出发，不断创新激光再制造技术方法、研发激光再制造技术新工艺新装备。与此同时，传统再制造和维修手段难以解决的高端装备高性能零部件的再制造延寿，对激光再制造提出了更高技术指标要求，驱动激光再制造的技术方法创新和应用拓展。激光清洗、激光增材制造、激光精整/抛光、超快激光打孔等新兴激光加工技术迅速发展，超声波、电磁场等能场辅助激光熔覆技术在工业中获得成功应用，有效推动了激光再制造技术体系发展。

2 不同合金材料零部件的激光再制造技术应用

激光再制造技术因其技术先进性和再制造产品质量与性能优越性，已在冶金、电力、石化、矿采、交通（飞机、舰船、火车、汽车）、纺织等各工业领域装备再制造中广泛应用，在重要装备零部件再制造中发挥了不可替代的作用，解决了诸多维修和再制造延寿难题，创造了巨大的经济和社会效益。随着激光器技术发展和激光再制造技术成本迅速降低，装备零件激光再制造的性价比优势已得到普遍认可，激光再制造的技术优势将更加明显。近年来，在新形势政策驱动下，工业制造领域更加重视节能减排、全寿命周期管理和产业转型升级等要求，人们对再制造的认识和接受度不断提高，激光再制造技术研究应用的深度与广度将越来越深入而广泛，将为建设节约型社会作出更大贡献[4-6]。

针对激光再制造技术的工业应用，很多文献从工业领域角度入手，梳理总结了以激光熔覆技术应用为主的激光再制造技术的应用现状和存在问题。在此基础上，本文从材料方面入手，简要梳理不同工业领域中装备不同材料材质金属零部件的激光再制造技术应用，重点介绍钢铁、镍合金、钛合金和铝合金等几种典型的工业主干材料零部件的激光再制造技术应用情况并指出其存在的主要问题。

2.1 钢铁零部件

钢铁材料是工业中应用最广泛、用量最大的金属材料，因而钢铁零部件激光再制造也是需求量最大、经济效益和社会效益巨大的技术方向，在诸多行业领域均具有巨大市场潜力。目前，钢铁零部件激光再制造仍然以激光熔覆技术为主体，主要是通过制备高性能激光熔覆层，恢复零部件局部损伤局域的原始尺寸并提升其耐磨损、耐腐蚀、抗疲劳性能等服役性能。针对低碳钢、不锈钢等焊接性良好的钢铁零部件，其激光再制造技术工艺已较成熟并获得大量工业应用。但是，高碳钢、铸铁、高性能合金钢等高碳含量或高性能要求的钢铁件的激光再制造，仍需根据具体零件材料特性和服役性能等要求，对其激光熔覆再制造所需材料、技术工艺参数和实施方法等进行针对性的优化研究，才能获得质量性能合格的激光再制造件。这也是近年来钢铁零部件激光再制造领域研究和创新应用的重点方向之一。

本文作者团队针对重载车辆柴油发动机的缸体、缸盖、凸轮轴与曲轴等球墨铸铁件和灰铸铁件的激光再制造技术，基于激光熔覆和激光直接沉积增材制造技术原理开展了多年研究，研制了铸铁件激光熔覆再制造专用粉体材料和技术工艺方法，突破了激光再制造铸铁件中的气孔和裂纹等缺陷控制、应力应变调控和性能调控等技术难题，实现了表面磨损、局部结构裂纹和局部体积缺损等不同损伤形式的铸铁件的激光再制造延寿[7-9]。同时，作者团队采用激光熔覆再制造技术修复了某型舰船主机柴油机的球墨铸铁缸盖（见图5）。大修厂在舰船修理过程中发现其气缸盖气阀座孔表面因腐蚀出现漏水，导致主机不能正常使用，影响该型舰艇的在航率。其气缸盖材质为球墨铸铁，焊接性差、修复难度大。在不对气缸盖进行整体或局部预热的条件下，采用激光熔覆技术对气缸盖阀座孔表面进行再制造修复，有效控制了熔覆气孔和裂纹，成形熔覆层表面光亮、连续，无裂纹和气孔等缺陷，熔覆层与基体呈良好冶金结合，气缸盖基体热影响区小。熔覆层厚度1.0～1.2 mm，预留了后续机加工余量。机加工的气阀座孔装配气阀座后，对气缸盖整体进行了常温和热态水压测试，结果显示均未出现渗漏，缸盖气阀座密封性良好，气缸盖再制造达到了预期效果。

图5 某型舰船柴油机缸盖气门阀座激光熔覆再制造

轧辊是激光再制造技术的常见应用对象。围绕球墨铸铁轧辊磨损失效问题，任嘉等[10]研究了多种合金材料激光熔覆修复轧辊的技术方法，发现镍基合金应用在球铁轧辊上具有良好的工艺成形性和优异的综合性能。齿类件是激光再制造技术应用中常见的高性能合金钢件之一。王东[11]开展了齿面磨损失效的17CrNiMo6合金钢传统齿轮的激光熔覆再制造技术研究，实现了再制造齿类件性能接近新品水平。针对石油平台35CrMo钢大齿轮、42CrMo钢小齿轮的齿面缺陷修复需求，采用光纤激光堆焊方法再制造修复了磨损与开裂失效的齿轮齿面（见图6），检测与试验证明激光再制造修复齿轮满足服役工况要求[12]。作者团队针对某型重载车辆测减速器主动齿轮轴（18CrNiWA合金钢）齿轮齿面损伤，开展了激光熔覆再制造修复工艺和材料研究，获得了重载齿轮齿面激光熔覆专用材料及其激光熔覆再制造方法[13]。

图6 石油平台35CrMo钢大齿轮、42CrMo钢小齿轮齿面的激光再制造修复

图7 激光熔覆再制造高压柱塞泵曲轴箱曲轴颈

反应釜配套高压清洗泵采用日本制造JPCM-33370型高压三柱塞泵，因一侧主轴承磨损失效，导致曲轴烧瓦情况发生，损坏件包括曲轴、连杆大头瓦块、连杆，李畅乐等[14]采用激光熔覆锡（Sn）基巴氏合金对曲轴颈、连杆大头孔进行了激光再制造修复，修复件运行状态参数完全满足运行要求。

图8 汽轮机末级叶片

在矿采机械维修领域，作为综采装备关键零部件之一，矿用圆环链轮（基材34CrNiMo6合金钢）在工作过程中承受脉动、冲击等载荷作用，极易发生链窝磨损失效。郭辰光等[15]基于激光增材制造技术实现了磨损失效链轮的激光再制造，沉积层与基体冶金结合良好，表面无裂纹及气孔缺陷，满足工况性能要求[15]。

在电力领域，某企业进口型6B燃机组设备老旧，原燃机转子轴（NiCrMo-V/CrMo-V合金钢）轴颈严重磨损，导致燃机振动高而跳机。姚楚渠等[16]采用激光熔覆再制造技术和镍基合金粉体材料，在设备现场对轴颈进行了修复，修复后机组投产运行效果良好。黄弋力等[17]采用激光熔敷Stellite 6 合金粉末方法，再制造修复了核电站汽轮机用2Cr13不锈钢叶片，该叶片在服役过程中易出现水蚀而导致叶片尖端减薄等局部损伤。如图8所示，再制造修复叶片的激光熔覆层厚度达2 mm，未出现裂纹、夹杂、未熔合等缺陷。

航空维修领域，飞机起落架半轴（30CrMnSiNi2A合金钢）是飞机主起落架连接机轮和起落架活塞杆的关键承力件。孙兵兵等[18]采用激光熔覆技术对半轴损伤区域进行了激光再制造修复，并通过喷丸强化形成表面压应力层。再制造半轴的熔覆层组织均匀，无气孔、夹渣、裂纹和未熔合等缺陷；维修后区域的室温拉伸强度达到了母材的92.0%，冲击性能超过了母材，激光熔覆层与半轴合金钢耐磨性能相当，满足了半轴的维修要求。

在模具修复领域，模具在工作过程中工况复杂，表面长时间处于高温、高压磨损状态下，高硬模具表面易出现磨粒磨损和微小裂纹等缺陷，高频率的生产中极易发生模具突然断裂的现象。霍立军等[19]激光增材再制造修复了冲裁模具（9CrSi模具钢），修复后模具表面硬度和耐磨性优于基体材料，满足冲裁模具服役工况。

2.2 钛合金零部件

钛合金具有比强度强、耐高温、无磁性、抗腐蚀、无毒和生物相容性好等独特优势，使其在航空航天、化工、能源、生物医学和海洋工程等领域应用广泛。但相对钢铁材料而言，钛合金材料及其构件制造加工困难、成本高，主要应用于具有特殊性能要求的高附加值零部件，因此钛合金零部件的激光再制造需求更加迫切、经济效益更加显著。同时，钛合金本身具有性质活泼、导热系数小、激光吸收率大、凝固相结构简单等特点。这些特性给钛合金零部件激光再制造提供驱动力的同时，也带来了技术挑战，使得钛合金零部件激光再制造成为近年来激光加工技术应用领域的研究热点之一。

近年来，在钛合金零部件的再制造全流程技术链条中，激光清洗、激光焊接、激光切割、激光打孔、激光熔覆、激光直接能量沉积等不同的激光技术工艺均有大量研究和成功应用。但人们关注焦点仍然是表面损伤或局部缺损的钛合金零部件的激光再制造形状恢复和材料性能提升，典型零部件对象有航空发动机叶片、反应釜、蒸馏塔、热交换器、医疗骨植入体等。在钛合金激光焊接、激光熔覆、激光直接沉积增材成形等需要经历“熔化-凝固”历程的激光再制造技术研究和应用中，其研究重点在于激光再制造钛合金件的形状和性能控制，主要围绕气孔和夹杂缺陷、应力变形、材料组织成分和性能等方面。

TC4钛合金（Ti6Al4V）因拥有高断裂韧性、低密度、高强度、优良的耐腐蚀性能和优越的生物相容性等优点，是目前应用最广、市场保有量最大的钛合金。国内外对TC4钛合金零部件的激光再制造技术开展了系统研究，其技术应用已较成熟。国内西北工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、沈阳航空大学等高等院校以及航天科工集团公司和航空工业集团公司等重点企业均深入研究和成功应用了钛合金零件的激光再制造技术[20]，成功实现了多种钛合金零部件的再制造延寿，创造了显著经济效益和社会效益。例如，徐翔宇等[21]基于激光熔覆技术在TC4钛合金叶片表面上使用TC4粉末进行激光增材修复，研究了TC4钛合金激光熔覆区和过渡区的微观组织、拉伸力学性能和冲击韧性，发现修复后叶片组织均匀，力学性能达到航空钛合金使用标准。TC6钛合金广泛用于制造航空器重要承力构件，范朝等[22]针对TC6钛合金件再制造修复，研究了在TC6钛合金件局部损伤部位激光直接能量沉积TA15钛合金层的激光再制造技术方法，结果表明再制造修复件成形良好、界面结合处无裂纹无气孔。TA19钛合金用于制造航空发动机压气机叶片，叶片在服役过程中遭受高温高速气流冲蚀及可能的外物撞击，出现点坑、裂纹、叶片掉角、卷边甚至断裂等局部损伤，阮雪茜等[23]选用TA19钛合金粉末作为修复材料，采用激光直接能量沉积技术对TA19钛合金叶片进行激光增材再制造，再制造修复后叶片的室温拉伸性能、高周疲劳性能均与同批次锻件水平相当，且再制造叶片变形量满足设计要求。

2.3 镍基合金零部件

镍基合金是指载650～1 000 ℃高温下具有较高强度与一定抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。镍基合金常作为高温合金用于制造航空发动机热端部件（如叶片和叶盘）等航空航天零部件，但由于服役环境极为苛刻，常诱发多重失效。镍基合金零部件激光再制造技术研究已有20余年历史，典型对象有涡轮发动机叶片、燃烧室等高温部件、航空发动机以及燃气轮机热端部件等。

GH738合金用于制作航空发动机涡轮盘、封严圈等零部件，零部件在恶劣服役环境下易出现表面磨损、裂纹等损伤。卞宏友等[24]采用GH536合金粉末对GH738合金损伤试样进行激光沉积修复，激光沉积修复件室温抗拉强度为GH738锻件的66.5% 。

GH4169合金是一种时效沉积强化的镍基高温合金，在650℃以下具有良好的强度和塑性，被用于制造航空发动机机匣、涡轮盘、压气机静子内环等零部件。王辉明等[25]采用激光熔覆修复技术修复了损伤失效的GH4169合金压气机静子内环。熔覆层和基体材料形成了良好的冶金结合，结合强度高，熔覆区微观组织优良，显微组织细小均匀，具有非常优异的力学性能，激光熔覆修复层室温拉伸和高温拉伸性能达到了锻件标准的90%。压气机静子内环激光熔覆修复区域经机械加工后，外形尺寸符合图纸要求，荧光检查未发现裂纹等缺陷，激光熔覆修复结果理想。

某型发动机涡轮叶片在运行后叶冠磨损，叶片材料为镍基铸造高温合金K403，针对涡轮叶片采用氩弧焊堆焊阻尼叶冠时存在焊后变形大、易产生应变时效裂纹的问题，孙红梅[26]采用激光熔覆技术进行了实际修复，攻克了叶片修复后变形大、易产生应变时效裂纹等难题，实现了叶片阻尼叶冠的修复，修复后的叶片符合相关技术要求。K418镍基高温合金以其良好的高温强度与抗热蚀性能，被广泛应用于涡轮叶片、汽轮机导向叶片等热端部件。由于在极端工作条件下的高温腐蚀、冲刷磨损等，K418合金零部件易出现局部裂纹或损坏失效。林鑫等[27]采用激光立体成形技术对K418合金叶片进行了再制造成形修复。

为获得良好的蠕变抗性，镍基高温合金中普遍存在40%～80%含量的γ′-Ni3(Al，Ti)金属间化合物，导致高温合金的可焊性较差[28]。因此，在高温合金激光再制造修复中，裂纹控制至关重要。常见裂纹有凝固裂纹和热裂纹，凝固裂纹在凝固最后阶段产生，保留在熔覆层顶部，而热裂纹在热影响区形成并保留下来，对于合金的危害更大。Li 等[29]采用超声微锻造处理GH3039激光熔覆层，由于在凝固过程中产生振动引起柱状晶破裂，细化了熔覆层晶粒，且减少了裂纹率，提升了熔覆层的力学性能。Cheng等[30]采用电磁搅拌辅助激光熔覆方法对Inconel718合金件进行再制造修复，电磁搅拌作用影响激光熔池熔体流动，在一定程度上抑制合金中Laves相的形成，改善了修复合金层拉伸性能。

2.4 铝合金零部件

铝合金是应用最为广泛的轻合金金属。铝合金零部件具有结构轻、比强度较好等特点，被广泛用于飞机、火箭、汽车、高速列车、仪器仪表等各行业装备设施，达到减重和承载等目的。无论是铸造铝合金，还是变形铝合金，铝合金零部件的激光再制造均有巨大市场需求。但铝合金导热性好、熔点低、易氧化、对激光吸收率低，铝合金零部件的激光熔覆、激光焊接等激光再制造技术面临易形成气孔和夹杂、热影响区软化等技术难题。我国开展铝合金零部件的激光修复与再制造延寿技术研究已有30余年历史，掌握了铝合金件激光再制造的缺陷、应力和性能的控制理论与方法，实现了多牌号铝合金不同结构零部件的激光修复与再制造。虽然如此，但铝合金件激光再制造工艺影响因素复杂、质量控制难度大，保持激光再制造铝合金件质量和性能稳定性比较困难，因此铝合金件激光再制造技术的规模化工业应用较少。

徐滨士和董世运团队采用同步送丝激光熔覆方法再制造修复了汽车发动机铸造铝合金缸盖，采用“激光清洗+同步送丝激光堆焊”方法修复了某型飞机2A12铝合金蒙皮表面点蚀坑和局部腐蚀区域，采用激光窄间隙填丝焊技术再制造修复了铝合金缸体裂纹。毛镇东等[31]采用激光窄间隙焊接技术对15 mm 厚的A7N01P-T4 铝合金高速列车车体MIG焊接头进行激光再制造修复，铝合金车体修复成形质量好，解决了焊缝气孔、液化裂纹和侧壁未熔合等缺陷。吕云卓等[32]基于激光增材制造技术原理，采用AlSi10Mg铝合金粉末，激光再制造修复了裂纹损伤的2A14 铝合金汽车轮毂（如图9所示），克服了铝合金热裂、气孔和熔合不充分等技术难题，铝合金轮毂修复区域填充饱满，加工处理后修复区域表面光滑，且无明显的裂纹和气孔等缺陷，达到使用要求。中国科学院沈阳自动化研究所基于激光熔覆沉积增材原理，再制造修复了某型飞机复杂结构铝合金薄壁零件，实现了铝合金零件的高性能、无缺陷一体化再制造修复，修复后的综合力学性能可超过原件水平。

图9 铝合金汽车轮毂

3 激光再制造技术方法选用原则

激光再制造技术如何选用一直是装备管理者和维修人员十分关心的问题。一般而言，针对某特定零部件的再制造延寿，在设计其再制造技术方案时，是否选用和如何选用激光再制造技术，一般需要考虑如下几方面原则。

（1）工艺适应性原则。该原则是指针对待再制造零部件的材料、结构、损伤特征和再制造技术要求，从激光再制造技术方法、材料、激光设备和工艺等多方面，综合评价激光再制造技术方法是否适用于该零部件、是否可以有效实施。

（2）产品性能原则。该原则是指针对待再制造零部件的服役性能要求，对比分析和评价激光再制造产品性能与其他再制造技术方法的再制造产品性能，判断激光再制造技术是否具有性能优势。

（3）工艺成本原则。该原则是指根据待再制造零部件的技术要求，综合对比分析其激光再制造方法和其他再制造技术方法的再制造全流程成本消耗，评价激光再制造技术是否具有工艺成本优势。很多情况下，激光再制造技术的工艺成本高于电弧堆焊、热喷涂和电镀电刷镀等再制造技术的工艺成本，但是激光再制造产品具有显著性能优势，综合分析而言，激光再制造技术具有性价比优势。在高端装备或苛刻工况服役零部件的再制造时，常以性价比优势作为选用再制造技术方法的重要原则。

（4）生产效率原则。该原则是指根据待再制造零部件的再制造工作量和工期要求，评判特定激光再制造技术方法是否满足要求。

（5）支撑条件原则。该原则是指根据待再制造零部件的激光再制造施工需求，从设备条件、人员条件、技术积累、施工环境条件、外协条件等多方面，综合评判是否可以采用某再制造技术方法。

其实，在各行业装备零部件的再制造实践中，上述几方面原则是密不可分的，往往需要综合分析评价后才能给出最佳的再制造方案。

4 激光再制造技术的研究热点和发展趋势

近年来，激光再制造技术蓬勃发展并获得了广泛认可，但同时也遇到了多方面的技术挑战或应用实践难题。其实，这些挑战或难题正是激光再制造技术发展的动力和机遇，也是目前和今后一段时间激光再制造领域的研究热点和发展趋势。

（1）基于高功率激光应用的高效率高质量激光再制造。在该方面，国内多家单位开展了能场复合激光再制造技术、高速（超高速）激光熔覆技术、多技术复合激光再制造技术、高功率激光焊接技术等方向的创新研究与应用。

（2）基于超快激光应用的精密再制造和功能性再制造。随着皮秒/飞秒激光设备系统成本降低和超快激光加工技术发展，超快激光制造技术已成为近年来的研究热点，同时针对高端装备零部件对防污、声、光、电、磁等特殊功能升级需求以及高端零部件高性能精密维修需求，超快激光微纳增材技术、超快激光表面织构化技术等在再制造领域的应用研究也逐步兴起。

（3）适应装备服役现场的现场激光再制造技术。随着激光器及其成套设备系统的小型化模块化发展和运行稳定性可靠性提升，适应工业生产线大型装备零部件和偏远野外作业装备现场抢修需要的现场激光再制造技术、适应远洋舰船维修保障的水下激光再制造技术等方面的研究得到了我国政府相关部门的大力支持和大量资金投入。

（4）适应特殊服役环境下装备的特殊环境激光再制造技术。在该方面，近年来，太空环境下激光再制造、辐射污染环境下激光再制造、低温环境下激光再制造等多种不同极端环境下的激光装备再制造需求已引起激光技术应用、装备维修保障、装备管理与使用等不同领域相关人员的高度关注，国内已有多个团队开展这些方面研究。

（5）基于“智能 + ”的智能激光再制造技术。在国家制造强国战略和相关政策推动下，适应今后智能化制造发展趋势，提高激光再制造成套设备系统中软件系统的集成度和自动化程度，并充分利用网络平台，创新发展数字化、网路化、智能化激光再制造技术。

5 结束语

激光再制造技术作为绿色制造技术领域的先进再制造技术，符合我国制造强国战略和国民经济高质量绿色发展等政策要求。随着我国激光器与激光应用技术等多方面自主创新发展和水平提升，激光再制造技术体系及各种技术工艺不断成熟，应用领域不断拓展，专业人才队伍不断壮大，可以说我国激光再制造技术适逢“天时、地利、人和”的良好发展机遇，具有巨大发展潜力和美好前景。