“领跑”重型结构金属3D打印

2019-01-09 12:03 admin

作为走在前沿的智能制造技术,3D打印已从仅仅存在于实验室,成长为新旧动能转换的主流应用技术之一。初创企业如雨后春笋般奋力成长,但繁荣难掩产业发展窘境,技术创新和工艺水平提升的路仍很漫长。

在大浪淘沙中,位于红岛经济区(高新区)的青岛卓思三维智造技术有限公司迎难而上,将精力放在一块硬骨头上——大型复杂结构的金属3D打印。技术总监锁红波认为,3D打印的发展传递着新产业发展共性,虽然道路曲折,但随着新旧动能转换带来的巨大机遇,整个产业将释放更大能量。

精耕:大型复杂结构的金属3D打印

入夜已深,卓思三维3D打印车间内的灯光仍未熄灭。锁红波和项目研发组的几位年轻人似乎已经忘记了时间,在一人高的机床旁边,打量着刚刚打印出的钛合金模型。

“这个地方的成品形态与其他地方略微有差别,找找原因是什么?”“现在的技术基本成熟,如果要做一款更大型号规格的产品,我们的技术要怎么精进?”几个人凑在一起,你一言我一语地讨论着。

虽然卓思三维成立刚刚两年,但“没事就在实验室里鼓捣”似乎已经成为一种企业文化。也正是这种不知疲倦、精益求精的精气神儿,让锁红波自信地告诉记者,在钛合金电弧3D打印细分领域里,卓思三维走在了世界同行的前列。

锁红波告诉记者,3D打印作为一种颠覆性的制造技术,早已在潜移默化中,渗透进生活的各个角落,从简单的生活用品,到精密的人体植入物,3D打印正在将越来越多的不可能变成现实。不过,从新兴技术到应用企业遍地开花,3D打印行业繁荣的背后也有隐忧。

“技术创新不足、工艺水平落后、同质化竞争,使得大型结构的快速打印仍是一块难啃的硬骨头。”锁红波表示,也正是这一痛点,让卓思三维看到了其中的契机,“我们就是要做大型复杂金属结构的3D打印专业技术公司”。

推广:“电弧+3D打印”更适合产业化应用

为什么舍弃小而精的民用生活应用类3D产品,而是专攻重型结构的金属3D打印?

面对记者的提问,锁红波笑着讲起了自己的故事。曾就职于某航空制造研究所的锁红波,自工作起一直进行重型结构金属增材制造技术的科研项目,并成为团队的负责人。而所谓增材制造是相对于传统的切削及变形、铸造技术而言的,3D打印正是增材制造的一种通俗叫法。“对于飞机钛合金结构,采用传统的切削技术,材料利用率只有3%到5%,不仅成本高,而且对于一些复杂的空间立体结构很难做到一气呵成,而采用3D打印的形式,材料省、周期短、成本低,更适合大型复杂金属结构的制造。”十余年的专业探索,让锁红波明确了自己的主攻方向。

目前国内外针对大型金属结构的增材制造技术,按热源类型可分为激光、电子束和电弧3类,此前行业内更热衷于激光、电子束增材制造,锁红波也一直专注于该领域,并曾实现电子束钛合金零件的国内首次装机应用。但很快他发现,从产业应用角度来看,要想真正将大型复杂金属结构增材制造的方法从实验室推广出去,实现产业化,仍然要借助于电弧热源和3D打印技术相结合的电弧增材技术。

“过去我们也开展过其他热源的金属增材技术,但渐渐发现,从经济性角度来看,电弧增材更为适合。”锁红波表示,与同种规格的激光、电子束设备相比,电弧增材设备最多可便宜一半以上,且制造速度相当可观。“电弧增材成本低、速度快、精度高,易于实现标准化生产,在几种大型结构增材制造技术中,发展潜力最大的是电弧增材。”锁红波告诉记者。

展望:3D打印过程全智能化

目前,卓思三维正在承担某发动机大型钛合金机匣结构制作项目,并已开发出大中小号数款设备。除此之外,卓思三维还可提供原材料丝材的定制化供应和精密加工服务。

“我们现在可以提供原材料、电弧增材制造加工服务、设备的研发以及订制加工,说起来,尽管我们是一个小公司,但在我们这里掌握了一条产业链的各个环节资源。”锁红波告诉记者。

加工设备也可以对外开放吗?面对记者的疑惑,锁红波笑着告诉记者,“我们的设备已经在各类展会上进行公开亮相了,当然因为我们的核心技术是工艺、控制和软件,即使别的公司拥有了我们同样配置的设备,也很难达到我们相同的生产能力。我们也一直不断地在精进自己的研发技术,在他们研制出相同品质的产品时,我们已经又往前走了一步,所以不怕别人追,我们只要求自己跑得足够快。”

尽管已经在技术上有了不错的成果,但锁红波设想中的金属3D打印未来仍有无限的可能:完全智能化的机床,三维模型输入后计算机自动分析,加工过程在线测量、反馈、补偿,打出来的零件既光滑又漂亮……虽然目前还没有企业能做得如此完美,但未来一定会超乎我们的想象。“这个过程要花费不少时间,但只要有目标、有信念,就一定可以实现。”锁红波说道。(本文转自青岛日报)


      图为锁红波博士与公司同事钻研(青岛日报 任晓萌 摄)

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