中国航天“新科技”的融合之路 增材制造产业发展侧记
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2018-01-05 14:00
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黑龙江省副省长胡亚枫在中国航天科工集团有限公司副总经理魏毅寅、中国航天科工三院院长张红文的陪同下,参观航天科工展台。中国网 杨佳摄影

中国网讯(记者杨佳) 随着新一代信息技术与制造业深度融合,在制造业进入转型升级的新时代背景下,增材制造作为航天领域的“新科技”呈现出融合发展的态势。1月5日,在哈尔滨举行的首届中国航空航天3D打印材料及应用制备技术博览会暨高峰论坛上,来自全球的专家学者、3D打印企业代表汇聚一堂,聚焦产业和技术发展趋势与创新应用,为推动我国相关产业技术发展建言献策。

制作中的3D打印机及制成样品。

“传统减材”与“新兴增材”的融合

“这是航天产品零件?我还以为是一件艺术品。”在中国航天科工集团有限公司增材制造创新中心的展示大厅里摆放着部分工艺零件赢得参观者的点赞。这些零件结构复杂,呈镂空状,这些都是运用增材制造技术制作而成。

“这些零件用传统机加手段实现不了。”中国航天科工增材制造创新中心的工作人员李明亮介绍道。

传统机械加工(后简称机加)是通过切削等方式对原材料进行减材制造,而增材制造则是将运用增材制造粉末一层层叠加最后完成零件的制造。对于解决部分复杂异形零件,增材制造优势便显得尤为突出。解决精密度高、轻量复杂零件制造,增材的“从无到有”叠加方式比传统机加“从多到少”切削方式更为高效。

中国航天科工集团有限公司从2004年起开展3D打印技术研究至2016年8月成立增材制造技术创新中心,走出了一条以航天产品需求为牵引的增材制造产业发展道路。

增材制造出的零件,传统机加无法或者难以实现。

在航天领域,绝大部分零件并不规整,外形独特又要保证足够轻便是这些零件的特性。增材制造中心为将传统机加和增材制造组合应用的手段随处可见。这种方式能够将原来用机加工无法成行的零件变成现实,同时又打破增材制造单件加工时间较长的弊端。

工作人员拿起一个切割开的零件,内部立体网状结构,让人惊叹工艺复杂。据介绍,采用传统机加与增材制造组合的方式,相较纯增材制造方式,可缩短生产周期70%,降低制造成本70%。增材创新中心采用两种截然不同的制造方式在“增”和“减”之间实现新突破。

云协作将技术与用户相连,让增材制造为客户提供定制化服务。

“互联网+增材制造”的融合

“目前我们这个项目是在航天云网上接到的大单”,李明亮说。他手上拿着的是一家家具公司需求的模型,这家家具公司在航天云网提出制作家具需求,增材制造中心根据航天云网上订单需求开启定制化服务,根据家具公司的设计方案利用3D技术为这家厂商制造一批模型。

在互联网+时代中国航天科工增材制造创新中心也紧紧把握时代脉搏,迈出“互联网+增材制造”的脚步。创新中心在工业互联网“航天云网”开辟航天云网增材制造专区,该专区基于互联网远程协同的条件,各个商家能够在该专区提出自己行业产品的制造需求,而增材制造中心则能根据客户提出的需求为客户提供定制化服务,打破原有批量生产模式,依托航天云网实现远程协同制造,增材制造中心的同事们笑称:“这个是3D界的‘淘宝’。”

互联网+增材制造的模式属于摸索阶段,后续将有更多商家入驻航天云网,在这个平台上能实现设备互联、信息互联、商业互联以及线上线下互联,同时商家能在平台上进行订单管理、工艺和设备管理,真正实现与互联网的深度融合,从而降低市场开拓成本,拓宽市场渠道,丰富产品结构。

哈尔滨作为材料研发基地,提供专属金属粉末材料研发生产。

军与民的产业融合

中国航天科工增材制造创新中心副总监侯继伟说:“我们不光是发展3D技术,我们要的是整个产业的发展”。产业链简单来说需要具备材料提供商(上游)、设备制造商(中游)、服务提供商(下游)三个环节。航天科工拥有以北京、哈尔滨、天津为中心的基地,北京作为增材制造创新中心提供增材制造技术研究与应用、传统制造与增材制造结合应用以及增材制造装备开发。哈尔滨作为材料研发基地,提供专属金属粉末材料研发生产,而天津作为创意产业基地,提供电路印制板等创意产品的研发制造。目前航天科工在金属增材制造粉末材料研发、面向增材制造的结构设计优化、增材制造成形工艺开发、增材制造装备自主研制等方面取得了多项关键技术突破。

在产业链的上游,航天科工拥有先进生产线真空气雾化制粉生产线,具备行业内高端金属粉末材料成分设计以及制造研发能力。同时在中游装备研制方面也成绩显著。增材制造中心摆放着几台大型设备,这些比人高的“黑匣子“均由创新中心自主研发,能够适应上游产业中的粉末成型制造。只需输入程序,设备能在无人看守的情况下制造出满足航天航空以及医疗模具的应用产品。当前已有多家企业有签约意象。目前中心自主研制的中型金属3D打印设备能够因其航天密封技术等先进性能,制作的零件精度远高于行业要求,同时还具备远程监控系统,实现在手机端便可监测设备最新进展。

中国航天科工集团有限公司在中国制造迈出的道路,可以从增材制造产业发展这个缩影上窥见一斑。“万川映月,月映万川”,航天“新科技”的融合之路意味着航天科工用先进技术和人才造福更多民生,用民生和市场的力量又促进航天增材制造的进一步发展,技术融合、互联网+融合、产业融合,让航天增材制造走向更远。(肖杨)

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