张红文:3D打印技术创新推动“中国工业4.0”
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2018-01-05 14:46
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中国航天科工三院院长张红文2018年中国航空航天3D打印材料及应用制备技术博览会暨高峰论坛上发言。中国网 杨佳摄影

中国网1月5日讯 在哈尔滨举行的2018年中国航空航天3D打印材料及应用制备技术博览会暨高峰论坛上,中国航天科工三院院长张红文告诉记者:“3D打印,将创新驱动中国工业4.0。”

新形势下,航空航天产品的研制和生产,面临新的需求和挑战:航天产品对产品性能、材料、复杂结构、质量等方面的要求不断提高,以及铸造、锻造、机加工、特种加工、铆接、焊接等传统制造工艺存在的周期长、费用高、效率不够高等问题,已不能适应航空航天型号多品种、变批量、超精密、快响应等需求挑战。而3D打印,正是解决这些问题的良方。

3D打印颠覆技术魅力

当前,中国经济的发展进入了新常态阶段,经济增长速度正在从高速增长转向中高速增长,经济结构和产业结构需不断优化,发展动力需从要素驱动、投资驱动转向创新驱动。在全球制造业格局分析中,制造业被认为正面临重大调整。随着新一代信息技术与制造业深度融合,以3D打印、移动互联网、大数据等新兴技术将重构现有的制造业技术体系,推动实现制造生产方式的变革,智能制造将代替重复和一般技能劳动成为大势所趋。

新一轮科技革命和产业变革正在世界范围内孕育兴起,各国纷纷抢占未来战略制高点,发达国家加紧实施“再工业化”,中国产业转型、提质增效迫在眉睫。智能制造与 3D 打印是全球产业界追逐的焦点,也为中国经济转型升级带来了新的契机,中国航天科工集团有限公司及所属三院敏锐意识到,必须抓住机遇,以向智能制造转型为关键,以大众创业、万众创新为依托,走在升级发展前列。

3D打印以独特的设计方法与颠覆性的工艺技术,降低了制造业的资金投入和从业人员的技术门槛,有助于激活社会智慧和资金资源,实现制造业结构调整,促进制造业向创新驱动的转变。

3D打印助推中国制造2025

2015年5月8日,国务院正式印发了《中国制造2025》。这份被认为是中国版的“工业 4.0”发展规划,明确了在新一轮科技革命和产业变革的大背景下,中国主动应对全球产业竞争新格局和未来产业竞争新挑战的发展战略。

在该规划中,3D打印(增材制造)作为代表性的新兴技术占有重要位置,在全文中共出现6次,贯穿于背景介绍、国家制造业创新能力提升、信息化与工业化深度融合、重点领域突破发展等重要段落,并融入于推动智能制造的主线。《中国制造2025》中3D打印战略方向的确定,一方面体现出我国对增材制造的重视程度,另一方面也彰显了在战略层面我国对制造业发展面临的形势和环境的深刻理解。

3D打印广泛应用于航空航天领域

国外企业在增材制造的产业布局方面,以美国通用、波音和空客公司最为典型,通用公司在2012年美国“再工业化”的战略背景下,提出了“工业互联网”的概念,并开展了一系列的布局,其中3D打印成为智能工厂中重要的组成部分。波音公司在90年代中期就开始应用3D打印组件。目前,波音公司已在16种不同的商用和军用飞机上使用了200多种、2万多个3D打印的飞机零部件。在这种大环境下,中国在创新驱动力下,紧追世界大步伐,航空航天领域以其独特的方式和思维,广泛应用和提升3D打印技术。

张红文介绍,增材制造广泛应用于我国航空航天领域,主要集中在钛合金、铝合金、超高强度钢、高温合金等难加工材料。这些材料都有共同特点:属于强度高、化学性质稳定、不易成型加工,传统加工工艺成本高昂的类型。用增材制造的方法来加工,可以有效地提高部件质量和降低制造成本,其制造速度快、加工周期短,至少可节约70%的时间成本;材料利用率高、加工成本低,一般降低制造费用的50%;加工过程不受零件复杂程度的影响,适用于难高熔点高强度等难加工材料,后续机加工少。随着增材制造各项技术的不断成熟,3D打印应用增速将不断扩大。

3D打印技术引领高端制造

中国航天科工三院建有先进的钛合金真空感应熔炼气雾化制粉生产线,可实现增材制造钛合金球形粉末批量稳定生产,产品性能指标达到进口同类产品水平,年产量20吨以上。其完善的金属、树脂、铸造砂型增材制造能力,可以为航空航天、医疗模具、铸造加工、文化创意等行业提供完善的产品制造服务。

三院增材制造中心依托私有云、航天云网构建“互联网+增材制造”的云平台新业态,将航天云网与增材制造技术相结合,为大型企业、中小企业及创业者提供覆盖原材料、装备、产品成型及技术服务全流程的系统解决方案。(文/王绍旻 谢荣)

中国航天科工三院院长张红文在2018年中国航空航天3D打印材料及应用制备技术博览会暨高峰论坛上。中国网 杨佳摄影

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