在全球能源形势日益紧张、节能环保势在必行的发展潮流下，使用制造成本及消费成本较低的再制造产品具有重要的现实意义。再制造产品的质量和性能可达到甚至超过新品，而成本只有新品的50%，节能达到60%，节材达到70%，对环境的不良影响与制造新品相比显著降低。我国作为名副其实的汽车生产、消费和保有量大国，汽车零部件市场潜力巨大，汽车零部件再制造产业大有可为。
在多种再制造技术中，激光熔覆技术作为一种先进的表面工程技术，具有全冶金结合、热影响小、过程控制优异、高效环保等优点成为汽车零部件再制造技术的研究热点。激光熔覆技术的原理是通过不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置涂层材料，经激光辐照使之和基体表面薄层同时熔化，快速凝固形成稀释度极低、与基体成冶金结合的表面涂层，从而提升基体表面的耐磨、耐蚀、耐热和抗氧化等性能。笔者在中国专利文摘数据库和世界专利文摘数据库对该领域的技术进行专利检索，分析相关专利情况，以期为行业提供参考。
国外发展迅速，日趋成熟
国外汽车零部件再制造产业较为成熟，欧美等发达国家依托良好的工业基础和先进的科技成果，将再制造成形技术与工业机器人、自动控制技术、监测技术等有机集成，研发出先进的成套设备，并在汽车零部件再制造成形领域成功应用。欧美的汽车零部件再制造产品占到汽车售后市场近一半的份额，再制造产品质量较高，其相应的设计及制造工艺具有与新品相同的功能，且持久耐用。
激光熔覆再制造技术的出现，最早可追溯到上世纪70年代。1974年，美国人Gnanamuthu最先利用激光在金属基体上熔覆了一层金属，并提交了专利申请（公开号：SE7415173A）。1981年，英国劳斯莱斯公司通过激光熔覆技术实现了航空涡轮发动机叶片的修复（公开号：GB2105624A），这也标志着激光熔覆技术开始应用于工业领域，自此激光熔覆技术引起广泛的关注和大量的研究，相关成果不断涌现。
随着激光熔覆技术的逐渐成熟，其应用领域拓展至汽车零部件的再制造。1988年，日本丰田汽车公司率先采用激光熔覆技术修复发动机气门，并提交了专利申请（公开号：US4787736A）。该技术采用激光作为热源，将耐磨合金Stellite No.32熔覆在铁基材料的气门表面，提高气门的耐腐蚀及耐磨性能。随后，日本丰田汽车公司又进一步提交激光熔覆技术修复发动机气缸盖、发动机气门座、汽车天窗、发动机的燃料喷射阀等一系列专利申请，形成比较完善的汽车再制造技术体系。其中，具有代表性的专利（公告号：JP4702252B2）公开了一种修复用定位系统，用于发动机气缸盖的阀座修复，该定位系统具有能够检测气缸盖旋转位置的传感器和相应的计算装置，能够修正加工时产生的偏差，提高激光熔覆的加工精度。专利申请（公开号：JP2009184003A）公开了一种燃料喷射阀的制造方法，激光在规定部位形成通孔，通过控制装置精确地控制燃料喷射量以及激光照射时间，实现修复平面光滑如初。
美国研发的LENS系统及其基于激光熔覆技术的再制造成形技术，实现了汽缸、轧辊和活塞等多种汽车零部件的快速再制造成形，并降低了成本。例如通用电气公司提交的专利申请（公开号：US2009/0256007A1），该技术公开了一种燃料喷嘴的修复方法，通过搭载LENS系统，采用直接金属激光烧结工艺，实现在不拆卸燃料喷嘴组件的情况下进行低成本修复。霍尼韦尔公司提交的专利申请（公告号：US7009137B2）公开了一种激光熔覆修复发动机涡轮叶片磨损表面的技术，通过特殊的铺粉方式，使得激光和粉末通过不同的对准轴撞击在磨损表面，实现修复过程中超合金的低消耗，极大地降低涡轮发动机的修复成本。
国内后起之秀，不容小觑
国内相关技术起步较晚，但势头强劲，特别是“十二五”规划以来国家出台了一系列鼓励政策，给再制造行业注入动力，2012年起国内相关专利申请量增长突飞猛进。
国内汽车零部件激光再制造领域较为成熟的专利技术多集中于高校和科研院所，主要涉及激光熔覆工艺规划、送粉结构设计、熔覆材料选择、热影响分析等。其中，华中科技大学的曾晓雁等人提交了名为“一种自动送粉激光感应复合熔覆方法及装置”的专利申请（公开号：CN1011125394A），将激光束与高频电磁感应加热耦合起来，采用自动送粉器将熔覆粉末送至工件表面的激光辐照区域，合金粉末在激光束的作用下瞬间发生熔化，形成合金层，熔覆效率比常规激光熔覆提高1倍至10倍，粉末利用率超过90%。西安交通大学的张安峰等人提交了名为“基于激光增材制造的高熔点高熵合金球形粉末的制备方法”的专利申请（公告号：CN107096923B），其制备的熔体粉末可以解决高熔点金属单质粉末在激光增材制造成形过程中，由于熔点相差较大导致元素烧损率不同，以及多元素造成的成分显微偏析和消极的共晶等一系列问题，能够快速精密制造出耐高温且耐磨的航空航天专用零件、高性能涡轮发动机热端部件。江苏大学的任旭东等人提交了名为“一种汽车发动机曲轴的激光修复再制造方法”的专利申请（公开号：CN105862028A），其采用预置式激光熔覆工艺，先对曲轴的损伤区进行处理，再在损伤区表面涂敷吸收层，在约束层的保护下，对损伤区进行激光冲击处理，该工艺方法能够显著提高材料的疲劳强度和使用寿命，有效延长汽车发动机曲轴的工作寿命。
在工业应用领域，国内从事汽车再制造技术研发和推广应用的公司也不断涌现。沈阳大陆激光成套设备有限公司提交的专利申请（公告号：CN103194745B），其采用激光再制造技术对汽车减速箱壳体进行修复，使得耐磨性能和使用寿命均得到大幅提高。无锡翼龙航空设备有限公司提交的专利申请（公开号：CN103481529A），涉及一种汽车再制造轮胎生产工艺，能够增加高速度级汽车轮胎的循环利用。上海车功坊智能科技股份有限公司提交的专利申请（公开号：CN109973916A），涉及一种汽车车灯再制造工艺，保证再制造车灯的合格率，具有较高的参考及应用价值。
把握机遇，厚积薄发
目前，国内汽车零部件激光再制造技术还局限于零部件表面磨损、腐蚀等局部修复，实际应用场合具有局限性。笔者建议，应当加强汽车零部件三维快速再制造技术研发与相应的专利布局，并注重专利布局的系统性。现阶段，汽车零部件激光再制造技术产业化程度较低，先进的设计理念和高科技成果难以有效转化，应当促进并引导高校和科研院所参与成果转化，减少成果浪费。同时应当推动企业与高校、科研院所合作开展技术研发，集中资源重点研发能满足市场需求、有较强市场生命力的高价值专利技术。
汽车零部件再制造行业前景广阔，未来可期，各科研力量、实业团体若能适应形势发展需要，把握机遇，同心合力，共同推动我国向汽车再制造强国迈进。（陈晓君）
（编辑：晏如）
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