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从专利视角鸟瞰激光清洗技术与应用的发展(一)

 

杨和逸1

 

 

  一、专利申请数量

  二、专利申请人数量

  三、按地域分布的专利数量

  四、按地域分布的专利申请人数量

  五、主要的专利内容

      1、 激光清洗原理、方法类专利

      2、 通用激光清洗设备、装置类专利

      3、 通用激光清洗设备各组成部分相关专利

      4、 激光清洗应用场景类专利

          4.1、激光清洗应用行业、领域

          4.2、激光清洗对象

          4.3、激光清洗用途

      5、 激光清洗效果检测评价类专利

      6、 激光清洗碳排放评估类专利

  六、专利内容的变迁

  七、结束语

 

 

  激光清洗的概念最早可追溯到20世纪60年代末。采用激光照射材料表面的污染物、锈蚀、涂层和微粒使之去除的方法在20世纪80年代开始在少数特定场合有所应用。进入21世纪后,激光清洗技术开始引起国内外大学、研究所的广泛关注。有关激光清洗机理、工艺、装备和应用研究的论文开始增多。随着人类经济社会的发展,环境污染问题日益突出。化学清洗、物理清洗、超声清洗等传统工业清洗手段对环境造成了极为严重的污染。由于激光清洗具有非物理接触,不损伤基材;无热影响,不产生热应力;无需化学溶剂,不污染环境;控制准确,可实现智能清洗;使用灵活,可远程操控等优点,得到了工业界的关注。

 

  以轮胎企业模具清洗为例,采用激光清洗工艺清洗一副模具的最大能耗为10kwh,是传统喷砂清洗的1/6,干冰清洗的1/14;激光清洗工艺的碳排放最大为7.8kg/副,是传统喷砂清洗的1/2,干冰清洗的1/15。以年产1000万条轮胎产能的企业为例,每年清洗30000副模具,采用激光清洗可比喷砂清洗工艺和干冰清洗工艺分别节省能耗150万kwh和390万kwh。碳排放分别减少23.4万吨和327.6万吨。2021年,中国轮胎年产能为9亿条,如全部采用激光清洗工艺,可比喷砂清洗工艺和干冰清洗工艺分别节省能耗1.35亿kwh和3.51亿kwh。碳排放分别减少2106万吨和2.95亿吨。激光清洗技术作为通用清洗技术,可运用于国民经济各个重要领域,取得显著的节能降耗减碳成效。

 

 

  近几年来国家和各级地方政府相关部门对激光清洗工艺研究和装备开发给予了充分政策支持。激光清洗工艺开发和装备制造企业数量呈爆发式增长。从国家知识产权局“专利检索与分析”网站(https://pss-system.cponline.cnipa.gov.cn/conventionalSearch)上查询到的激光清洗领域专利申请数量来看,剔除与激光清洗关联度极低的专利后,据不完全统计,截至2022年8月底,国内激光清洗专利累计申请量为2343件,其中2016年及以前年度的专利申请数量大多在每年几十件左右,2017年起攀升到每年200多件并逐年增长,2020年起维持在每年500件以上。这些专利的申请者涉及900家大学、研究所、企业和个人,分布于国内除西藏、澳门以外的省份、直辖市、自治区、特别行政区及韩国、美国、日本和荷兰等国家。

 

  由于专利审核的严苛性,有相当数量的专利申请并未获得授权,加上获批专利的时效性、专利维护成本及新申请专利审核周期等因素影响,截止2022年8月底,授权的处于有效状态的激光清洗专利数量为1484件。这些有效专利大多是最近几年申请获得授权的专利。许多申请时间久远的专利由于专利有效期届满已自动失效。还有一些专利因专利权人疏于管理或主动放弃导致失效。有效激光清洗专利的数量自2018年起快速攀升,2021年的有效专利授权数量达到了449件。2022年前8个月的有效专利授权数量为332件,全年有望超过2021年的授权数。

 

  2018年以来,激光清洗用激光光源的发展,进一步提高了激光清洗效率,加快了激光清洗技术进入实际应用的步伐。激光清洗开始在汽车、轨道交通、航空、船舶、桥梁、橡塑、电子、轻工、建筑、文物考古等行业得到积极应用。特别是国产激光清洗用激光光源的不断进步大幅拉低了激光清洗设备的制造成本,使得激光清洗成为具有一定规模,将会快速增长的一种激光加工应用。

 

  本文将从我国激光清洗领域专利的视角,从专利申请数量、专利类型、专利申请人类型和数量的变化以及专利内容分析等维度分成八期给大家提供一幅激光清洗技术与应用的发展图景。

 

 

  (1  作者简介:杨和逸,研究员级高级工程师,1979年本科就读于成都电讯工程学院(电子科技大学)激光技术专业,2002年研究生就读于东南大学系统工程专业。1983年起一直从事激光加工技术研究、激光光源和加工设备研发、市场销售和企业管理工作。现为全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会(SAC/TC284)委员,SAC/TC284大功率激光器应用分技术委员会(SAC/TC284/SC2)委员,江苏省光学学会理事。先后任职于国营军工企业、中外合资激光企业、外商独资激光企业和民营科技激光企业。)

 

  (待续……)

 

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发布时间:2022-03-30 17:01:03
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