摘要:當提起增材制造,或許對許多人來說還相對陌生,但說起它的俗稱——“3D打印”,則更為人們所熟知。
當提起增材制造,或許對許多人來說還相對陌生,但說起它的俗稱——“3D打印”,則更為人們所熟知。3D打印技術具有無模具近終成形、短流程、材料利用率高、適用材料廣泛等特點,目前已經(jīng)被應用于航空航天、汽車零部件制造等領域,尤其在復雜構(gòu)件的制造與高性能梯度材料的制備等方面展示出廣闊的應用前景。
當前,3D打印作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一呈現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭,各大城市紛紛搶占布局。深圳市華陽新材料科技有限公司,于2016年落戶深圳市寶安區(qū)石巖創(chuàng)維創(chuàng)新谷,這里緊鄰西麗水庫,面向陽臺山,山清水秀,環(huán)境宜人,創(chuàng)新氛圍濃厚,為公司的研發(fā)與生產(chǎn)提供了得天獨厚的條件。
華陽作為國家高新技術企業(yè),專注于金屬3D打印領域,已在大尺寸、高精度3D打印設備研制和精密航空航天零部件3D打印等應用領域形成了具有“華陽特色”的技術優(yōu)勢。華陽堅持自主研發(fā),同時憑借一站式全產(chǎn)業(yè)鏈體系成功突破“卡脖子”技術,解決了美國禁運帶來的掣肘,有效縮短了航空航天核心零部件的研發(fā)周期,展現(xiàn)了國產(chǎn)替代的最新成果,入選深圳市專精特新中小企業(yè)名單。
以創(chuàng)新為企業(yè)立身之本:秉承“一米寬,萬米深”的工匠精神,攻堅核心技術,贏得市場先機。
3D打印技術起源于20世紀末的美國,經(jīng)過一個多世紀的探索與發(fā)展,直至2012年,美國人正式將這一技術步入了實用階段,特別是在軍工領域的廣泛應用,引發(fā)了業(yè)界的巨大震撼,并被列為2012年十大科學新聞之一。當時這一消息讓從清華大學材料系畢業(yè)的韓向陽深受震撼,憑借對前沿科技的敏銳洞察,他毅然決然地投身到3D打印技術的研發(fā)中。
選擇3D打印這條賽道并非坦途,但韓向陽帶領團隊勇往直前。他回憶道:“創(chuàng)業(yè)之初,我們面臨無數(shù)挑戰(zhàn),公司里無人了解3D打印,前期缺乏可參考的經(jīng)驗,我們不得不摸索前行。為攻克難題,我們不斷創(chuàng)新實驗方式和結(jié)構(gòu)。我們從打印原理入手,先做概念設計,按照模塊劃分功能需求,合并相似的需求,在詳細設計階段集中精力一個一個領域突破,最后在2018年5月份完成了國產(chǎn)3D打印研制任務。在此期間,每次研發(fā)遇到瓶頸,我們沒有一個人會主動退縮,白天干不完,晚上加班干。”
正是憑借著一股韌勁和專注力,華陽的產(chǎn)品在多個關鍵參數(shù)上均取得了顯著突破。其打印精度高達0.1mm,遠超行業(yè)0.5mm精度的平均水平。在高溫性能方面,華陽鈷基高溫合金(GH5188)的產(chǎn)品能在970℃的高溫下保持優(yōu)異的拉伸性能,抗拉強度高達220兆帕,超過同行160兆帕的標準。此外,產(chǎn)品的延伸率超過55%,疲勞壽命更是高達2600次,展現(xiàn)出極高的可靠性和耐久性。華陽以實力詮釋了“一米寬,萬米深”的工匠精神,以創(chuàng)新贏得了市場認可。
以創(chuàng)新攀新高:走“國產(chǎn)化”突圍路,助力增材制造行業(yè)突破“卡脖子”
3D打印技術,曾與其他尖端科技一樣,受到西方國家的嚴密技術封鎖,成為我國科技發(fā)展的“卡脖子”難題。然而,挑戰(zhàn)即機遇,“卡脖子”的技術清單,是動員令更是攻堅清單。我國3D打印行業(yè)起步雖晚,但經(jīng)過從業(yè)人員奮起直追,在克服初期原材料不成熟、技術不完善及成本昂貴等問題后,目前已與世界先進水平基本同步,擁有著彎道超車、后來居上的潛力。
有相關數(shù)據(jù)顯示,截至 2021 年末中國工業(yè)增材制造設備安裝量市場占比達到 10.60%,成為全球僅次于美國的第二大市場,且差距正在縮小。“縮短中國與歐美在材料領域差距”正是華陽的使命,能直面自己的追求和目標,才能鞭策著企業(yè)不斷進步。在材料研發(fā)領域,硬脆型鑄造高溫合金如K417、K418、K438等材料,因其極高的硬度和脆性,曾一度被認為是3D打印的禁區(qū),華陽卻憑借深厚的材料科學和打印技術積累,成功實現(xiàn)了這些合金的3D打印,并保持了優(yōu)異的性能。此外,華陽鋁合金打印件的抗拉強度高達470兆帕,超鑄件的兩倍,處于國內(nèi)外領先水平,這一突破不僅證明了華陽在3D打印技術上的實力,也為其在高端制造業(yè)領域的應用提供了強有力的支撐。
全球市場是檢驗企業(yè)真正競爭力的更大舞臺,“為全球客戶提供中國人的材料解決方案”,也寄托著華陽更遠大的發(fā)展愿景。韓向陽坦言,“在不久的將來,我們將在保障國家技術安全的前提下,從一個舒適的市場走向一個不太熟悉的市場,為更多國家和地區(qū)的客戶帶去我們先進的服務,要讓世界看見我們中國‘智造’的力量。”
以創(chuàng)新報國門:增材制造成為“中國智造”躍升“中國創(chuàng)造”的助推器
站在國家戰(zhàn)略高度,增材制造在制造業(yè)發(fā)展及轉(zhuǎn)型升級過程中發(fā)揮著不可替代的關鍵作用。2015年初,國家發(fā)布《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃(2015-2016年)》,明確將增材制造專用設備列入重點培育對象,以增材制造新技術搶占新一輪技術變革,加速推動傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。《中國制造2025》明確將增材制造列入發(fā)展智能制造裝備和產(chǎn)品、推進制造過程智能化、加快關鍵技術和裝備研發(fā)的重點領域。毫無疑問,增材制造行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為助推中國制造2025的利器之一,增材制造行業(yè)的每一次突破性進展,都將推動中國制造業(yè)向高端化發(fā)展的一次質(zhì)變。
“如果把機床比喻成‘工業(yè)母機’,那么3D打印就是工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的‘助推火箭’,它能夠助力制造業(yè)擁有更高的效率,實現(xiàn)更大的升級發(fā)展。如果把增材制造和減材制造實現(xiàn)融合發(fā)展,就會更貼近工業(yè)母機這樣一個角色,不僅能做復雜的零部件,還能具備智能減材能力,就能做到更高的精度,尤其是對被國外限制的高端機床,可以通過增材和減材的復合,避開先進國家對我們國家實施的一些技術封鎖,對整個國家制造業(yè)的躍升和可持續(xù)發(fā)展都會起到良好的推動效果。”韓向陽形象地比喻道。
躍遷之道,要在創(chuàng)新。為了進一步實現(xiàn)以3D打印發(fā)展賦能“中國創(chuàng)造”的遠大愿景,華陽持續(xù)加大研發(fā)投入及產(chǎn)能擴建,成立全資控股子公司——宜賓華陽增材智造科技有限公司,該公司聚焦金屬3D打印研發(fā)、金屬3D打印應用、增材制造產(chǎn)教融合三大板塊,在高端裝備制造業(yè)方面取得新突破。宜賓,這座被譽為“長江第一城”的活力之城,正因其產(chǎn)業(yè)興盛、活力迸發(fā)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍而備受矚目。今年5月21日,華陽自主研發(fā)的超大型金屬3D打印機HY-M1500在宜賓3D智造產(chǎn)業(yè)園正式投產(chǎn)。世界上成熟的SLM金屬3D打印機成型尺寸一般是在1250x1250x1250mm,而HY-M1500作為國內(nèi)首臺1.5米級全國產(chǎn)SLM金屬3D打印機,最大成型尺寸可達到1500mm×1500mm×1500mm,在全球處于相對領先位置。更值得一提的是,目前該套3D打印設備的軟件已具備初步人工智能的學習能力,能夠自我判斷故障及自主解決問題。HY-M1500項目的正式投產(chǎn)落地,也將為宜賓傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供新的動能,以3D打印為核心,在上游材料、下游服務應用環(huán)節(jié)催生新的產(chǎn)業(yè)集群。
創(chuàng)新之路上的堅定步伐:華陽以增材制造推動“中國創(chuàng)造”
創(chuàng)新之路非一馬平川,要打破增材制造行業(yè)的壁壘,不僅要攻克技術性的壁壘,也要突破資金及市場的壁壘。華陽在成長過程中切實享受到了國家和地方的政策利好,2023年華陽成功獲批了《承接“激光選區(qū)熔化(SLM)3D打印非晶合金及其結(jié)構(gòu)演變與性能調(diào)控”的產(chǎn)業(yè)化應用研究》項目,可帶來革命性突破,為新能源汽車關鍵動力裝備帶來新的活力。
華陽在去年成為比亞迪合格供方,為比亞迪電機零部件生產(chǎn)超百件零部件。以政策扶持為起點,華陽積極推動產(chǎn)學研用融合,與多所知名高校和科研單位開展緊密合作,聚焦于產(chǎn)業(yè)實際問題,共同研發(fā)新技術、培養(yǎng)高素質(zhì)人才,為增材制造行業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入了強大的智力支持。
不僅是政策雨露的滋養(yǎng),增材制造的未來發(fā)展還需要更多資源支持。韓向陽認為,要做行業(yè)的領先者,關鍵就在于持續(xù)的技術創(chuàng)新和研發(fā)的投入,也需要更多的資源支持。“金融在支持企業(yè)發(fā)展過程中,扮演著輸血和造血的雙重的角色,一方面金融可以提供必要的資金支持,另一方面還可以引導企業(yè)技術創(chuàng)新、市場開拓,還有長期投資,是實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展的必要條件。”助力先進制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,金融機構(gòu)的持續(xù)發(fā)力不可缺少。微眾銀行作為數(shù)字銀行、民營銀行,充分發(fā)揮數(shù)字科技特長,通過數(shù)字化的產(chǎn)品及服務增強制造業(yè)中小企業(yè)的發(fā)展韌性,為先進制造業(yè)等領域的中小微企業(yè)提供信貸支持,在人才、資源鏈接等領域給予支持并提供定制化服務,為重點產(chǎn)業(yè)企業(yè)全生命周期提供全方位助力,賦能制造業(yè)向上攀新,服務現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設和新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。
華陽的成長是增材制造行業(yè)蓬勃發(fā)展的一個縮影。數(shù)據(jù)顯示,截至2022年末,增材制造產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)超過了千余家,以增材制造為主營業(yè)務的企業(yè)數(shù)量則從2016年的20余家增長到近200家,這些企業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新,不僅助力增材制造行業(yè)加速發(fā)展,更為我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設貢獻創(chuàng)新力量。
謀定而后動,知止而有得。華陽從第一性原理出發(fā),成立早期即立足自主發(fā)展路線,持續(xù)降本增效,從而在航空航天領域取得了重大突破。面向未來,華陽將積極開拓民用市場,戰(zhàn)略布局新能源鋰電池賽道,力求實現(xiàn)在航空航天和民用領域的均衡發(fā)展,并計劃在3-5年內(nèi)部署300臺高性能3D打印設備,包括能打印直徑3米大型構(gòu)件的設備,以進一步提升產(chǎn)能和市場競爭力,助力制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,從“中國智造”向“中國創(chuàng)造”邁進。
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