從製造飛機零部件到3D打印 看鉑力特的成長之路

2022年09月02日11:22

  新華社西安9月2日電 題:從製造飛機零部件到3D打印 看鉑力特的成長之路

  新華社記者雷肖霄、張博文

  刮刀從左至右劃過,均勻地將金屬粉末平鋪在成形區域。多束激光按照電腦建模、路徑規劃製定好的軌跡照射到金屬粉末,令粉末瞬間熔化再凝固成形。隨後刮刀反複,一個細節精巧、結構複雜的零部件很快完成。這便是位於陝西省西安市的西安鉑力特增材技術股份有限公司車間里的金屬3D打印過程。

  從製造飛機零部件到生產3D打印設備,曆經11年創新探索,鉑力特已成為涵蓋3D打印全產業鏈的增材製造龍頭企業之一,在3D打印領域中不斷探索。

  大飛機“催生”的新公司

  成立於2011年的鉑力特,是從西北工業大學凝固技術國家重點實驗室一個服務於國產大飛機C919的科研項目中走出來的。

  步入鉑力特的產品展廳,一個高約3米的“十”字形中央翼緣條矗立於展廳核心區域,通體銀灰色,渾然一體,材質細膩。這便是曾用於國產大飛機設計驗證階段的零部件之一。

  “當時距離C919項目驗證的時間很近,如果利用傳統的金屬加工方式製造中央翼緣條,工期太久來不及。而3D打印技術可以將製造工期由數個月縮短至30天。”鉑力特科研項目部部長張瑩指著眼前這件展品說。

  十餘年前,3D打印對於多數人來說還很陌生。“設備依賴進口,市場拓展困難,甚至購買的金屬粉末還是國外廠商從國內購買的鈦材加工後再賣回國內的。”張瑩說。

  科研創新是製造業發展的核心基因,鉑力特開啟了3D打印設備國產化的研發之路。面對3D打印這個全新領域,市場仍持觀望態度,鉑力特的初創團隊只得一邊跑市場、尋求新訂單;一邊繼續潛心做科研,不斷擴充團隊的科研力量。試粉末、調參數、優化結構設計……“當時連個像樣的辦公樓都沒有,就是租用學校的空閑廠房,而且一開始只能接到一些修補飛機零部件的訂單。”張瑩回憶道。

  在不懈努力之下,2014年由鉑力特製造的第一台金屬3D打印設備終於亮相珠海航展,3D打印作為高端製造的新生力量,也漸漸獲得市場認可。

  如今鉑力特研發方向涵蓋3D打印的全產業鏈,包括設備、工藝、原材料、優化設計、軟件等,已獲授權專利250餘項。2019年7月,鉑力特成為首批科創板企業,市場占有率不斷增加。

  面向未來的智能製造

  比起傳統製造業的車間,鉑力特的智能生產車間顯得十分安靜。

  車間門口的顯示屏記錄著每台設備的運行狀態。車間內每個白色的“小房子”便是一個獨立的製造設備:激光束和金屬粉末在“房間”里“盡情起舞”,“房間”外既沒有“電光石火”的碰撞,也鮮見來往穿梭的技術工人。

  這座智能工廠通過能源管理、設備監控、訂單管理、工藝管理等多個智能模塊,可以實現生產計劃、調度、監控集中化,有效提高生產效率和質量。

  “傳統製造工藝一般是把材料從整塊逐步切割或加工成形,是在做‘減法’。而3D打印則是利用電腦建模形成模型,再利用路徑規劃軟件對模型進行分片處理,逐層掃瞄,逐層成形,製造過程猶如在生產平台上‘生長’,是在做‘加法’,因此它的學名是增材製造。”鉑力特產品開發二部部長助理賈文元介紹。

  做“加法”的3D打印技術相比傳統工藝更加簡單,同時最大限度提高了材料的利用率,降低了資源消耗,生產模式便於管理。“在大規模增材製造的需求背景下,鉑力特生產的3D打印設備更能保障企業批量生產需求。”作為公司客戶的四川瀘州翰飛航天科技發展有限責任公司負責人說。

  多元應用助轉型

  在工藝品展區,一個利用3D打印完成的“秦嶺”工藝品引人注目。這個長約20釐米、高約9釐米的擺件呈網狀結構,金屬絲絃縱橫交錯,“織”起秦嶺的山脈連綿。“秦嶺”旁邊,一個由鈦合金打造的金屬“蟬”栩栩如生,通體採用鏤空設計而成,蟬翼輕薄似紗,卻又堅硬如鐵。

  “3D打印賦予了設計者更大的創作空間,能夠輕易實現傳統機加工無法實現的複雜設計。”賈文元說。

  除做工藝品、消費品外,3D打印的實用性也在其他應用領域顯露頭角。脊柱融合器是應對頸椎、腰椎退行性疾病的關鍵治療器材之一,其結構複雜,孔洞多,精度高,懸空部位多,傳統方式製造難度較大,而3D打印技術提供了一種新的實現路徑。

  “在跟客戶進行多次技術研討後,我們製定了從產品設計、設備生產、原材料、打印工藝到產品檢測的全套解決方案,為打造醫用級別的科研產品提供新的思路。”賈文元說。

(本文來自於新華網)

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