刮刀從左至右劃過(guò)，均勻地將金屬粉末平鋪在成形區(qū)域。多束激光按照電腦建模、路徑規(guī)劃制定好的軌跡照射到金屬粉末，令粉末瞬間熔化再凝固成形。隨后刮刀反復(fù)，一個(gè)細(xì)節(jié)精巧、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件很快完成。這便是位于陜西省西安市的西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司車(chē)間里的金屬3D打印過(guò)程。
從制造飛機(jī)零部件到生產(chǎn)3D打印設(shè)備，歷經(jīng)11年創(chuàng)新探索，鉑力特已成為涵蓋3D打印全產(chǎn)業(yè)鏈的增材制造龍頭企業(yè)之一，在3D打印領(lǐng)域中不斷探索。
大飛機(jī)“催生”的新公司
成立于2011年的鉑力特，是從西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一個(gè)服務(wù)于國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919的科研項(xiàng)目中走出來(lái)的。
步入鉑力特的產(chǎn)品展廳，一個(gè)高約3米的“十”字形中央翼緣條矗立于展廳核心區(qū)域，通體銀灰色，渾然一體，材質(zhì)細(xì)膩。這便是曾用于國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段的零部件之一。
“當(dāng)時(shí)距離C919項(xiàng)目驗(yàn)證的時(shí)間很近，如果利用傳統(tǒng)的金屬加工方式制造中央翼緣條，工期太久來(lái)不及。而3D打印技術(shù)可以將制造工期由數(shù)個(gè)月縮短至30天。”鉑力特科研項(xiàng)目部部長(zhǎng)張瑩指著眼前這件展品說(shuō)。
西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司制造的3D打印設(shè)備。（受訪者供圖）
十余年前，3D打印對(duì)于多數(shù)人來(lái)說(shuō)還很陌生。“設(shè)備依賴(lài)進(jìn)口，市場(chǎng)拓展困難，甚至購(gòu)買(mǎi)的金屬粉末還是國(guó)外廠商從國(guó)內(nèi)購(gòu)買(mǎi)的鈦材加工后再賣(mài)回國(guó)內(nèi)的。”張瑩說(shuō)。
科研創(chuàng)新是制造業(yè)發(fā)展的核心基因，鉑力特開(kāi)啟了3D打印設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的研發(fā)之路。面對(duì)3D打印這個(gè)全新領(lǐng)域，市場(chǎng)仍持觀望態(tài)度，鉑力特的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)只得一邊跑市場(chǎng)、尋求新訂單；一邊繼續(xù)潛心做科研，不斷擴(kuò)充團(tuán)隊(duì)的科研力量。試粉末、調(diào)參數(shù)、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……“當(dāng)時(shí)連個(gè)像樣的辦公樓都沒(méi)有，就是租用學(xué)校的空閑廠房，而且一開(kāi)始只能接到一些修補(bǔ)飛機(jī)零部件的訂單。”張瑩回憶道。
在不懈努力之下，2014年由鉑力特制造的第一臺(tái)金屬3D打印設(shè)備終于亮相珠海航展，3D打印作為高端制造的新生力量，也漸漸獲得市場(chǎng)認(rèn)可。
如今鉑力特研發(fā)方向涵蓋3D打印的全產(chǎn)業(yè)鏈，包括設(shè)備、工藝、原材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)、軟件等，已獲授權(quán)專(zhuān)利250余項(xiàng)。2019年7月，鉑力特成為首批科創(chuàng)板企業(yè)，市場(chǎng)占有率不斷增加。
面向未來(lái)的智能制造
比起傳統(tǒng)制造業(yè)的車(chē)間，鉑力特的智能生產(chǎn)車(chē)間顯得十分安靜。
車(chē)間門(mén)口的顯示屏記錄著每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。車(chē)間內(nèi)每個(gè)白色的“小房子”便是一個(gè)獨(dú)立的制造設(shè)備：激光束和金屬粉末在“房間”里“盡情起舞”，“房間”外既沒(méi)有“電光石火”的碰撞，也鮮見(jiàn)來(lái)往穿梭的技術(shù)工人。
這座智能工廠通過(guò)能源管理、設(shè)備監(jiān)控、訂單管理、工藝管理等多個(gè)智能模塊，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、監(jiān)控集中化，有效提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
鉑力特的智能制造工廠。（受訪者供圖）
“傳統(tǒng)制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(guī)劃軟件對(duì)模型進(jìn)行分片處理，逐層掃描，逐層成形，制造過(guò)程猶如在生產(chǎn)平臺(tái)上‘生長(zhǎng)’，是在做‘加法’，因此它的學(xué)名是增材制造。”鉑力特產(chǎn)品開(kāi)發(fā)二部部長(zhǎng)助理賈文元介紹。
做“加法”的3D打印技術(shù)相比傳統(tǒng)工藝更加簡(jiǎn)單，同時(shí)最大限度提高了材料的利用率，降低了資源消耗，生產(chǎn)模式便于管理。“在大規(guī)模增材制造的需求背景下，鉑力特生產(chǎn)的3D打印設(shè)備更能保障企業(yè)批量生產(chǎn)需求。”作為公司客戶(hù)的四川瀘州翰飛航天科技發(fā)展有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)人說(shuō)。
多元應(yīng)用助轉(zhuǎn)型
在工藝品展區(qū)，一個(gè)利用3D打印完成的“秦嶺”工藝品引人注目。這個(gè)長(zhǎng)約20厘米、高約9厘米的擺件呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，金屬絲弦縱橫交錯(cuò)，“織”起秦嶺的山脈連綿。“秦嶺”旁邊，一個(gè)由鈦合金打造的金屬“蟬”栩栩如生，通體采用鏤空設(shè)計(jì)而成，蟬翼輕薄似紗，卻又堅(jiān)硬如鐵。
“3D打印賦予了設(shè)計(jì)者更大的創(chuàng)作空間，能夠輕易實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)加工無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜設(shè)計(jì)。”賈文元說(shuō)。
鉑力特利用3D打印技術(shù)制造的產(chǎn)品。（受訪者供圖）
除做工藝品、消費(fèi)品外，3D打印的實(shí)用性也在其他應(yīng)用領(lǐng)域顯露頭角。脊柱融合器是應(yīng)對(duì)頸椎、腰椎退行性疾病的關(guān)鍵治療器材之一，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔洞多，精度高，懸空部位多，傳統(tǒng)方式制造難度較大，而3D打印技術(shù)提供了一種新的實(shí)現(xiàn)路徑。
“在跟客戶(hù)進(jìn)行多次技術(shù)研討后，我們制定了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)備生產(chǎn)、原材料、打印工藝到產(chǎn)品檢測(cè)的全套解決方案，為打造醫(yī)用級(jí)別的科研產(chǎn)品提供新的思路。”賈文元說(shuō)。新華社記者雷肖霄、張博文
(責(zé)任編輯：張?jiān)莆?
