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从制造飞机零部件到3D打印 看铂力特的成长之路

140人参与 |时间:2022年09月03日 09:35 |百度已收录

刮刀从左至右划过,均匀地将金属粉末平铺在成形区域。多束激光按照电脑建模、路径规划制定好的轨迹照射到金属粉末,令粉末瞬间熔化再凝固成形。随后刮刀反复,一个细节精巧、结构复杂的零部件很快完成。这便是位于陕西省西安市的西安铂力特增材技术股份有限公司车间里的金属3D打印过程。


从制造飞机零部件到生产3D打印设备,历经11年创新探索,铂力特已成为涵盖3D打印全产业链的增材制造龙头企业之一,在3D打印领域中不断探索。


(小标题)大飞机“催生”的新公司


成立于2011年的铂力特,是从西北工业大学凝固技术国家重点实验室一个服务于国产大飞机C919的科研项目中走出来的。


步入铂力特的产品展厅,一个高约3米的“十”字形中央翼缘条矗立于展厅核心区域,通体银灰色,浑然一体,材质细腻。这便是曾用于国产大飞机设计验证阶段的零部件之一。


“当时距离C919项目验证的时间很近,如果利用传统的金属加工方式制造中央翼缘条,工期太久来不及。而3D打印技术可以将制造工期由数个月缩短至30天。”铂力特科研项目部部长张莹指着眼前这件展品说。


十余年前,3D打印对于多数人来说还很陌生。“设备依赖进口,市场拓展困难,甚至购买的金属粉末还是国外厂商从国内购买的钛材加工后再卖回国内的。”张莹说。


科研创新是制造业发展的核心基因,铂力特开启了3D打印设备国产化的研发之路。面对3D打印这个全新领域,市场仍持观望态度,铂力特的初创团队只得一边跑市场、寻求新订单;一边继续潜心做科研,不断扩充团队的科研力量。试粉末、调参数、优化结构设计……“当时连个像样的办公楼都没有,就是租用学校的空闲厂房,而且一开始只能接到一些修补飞机零部件的订单。”张莹回忆道。


在不懈努力之下,2014年由铂力特制造的第一台金属3D打印设备终于亮相珠海航展,3D打印作为高端制造的新生力量,也渐渐获得市场认可。


如今铂力特研发方向涵盖3D打印的全产业链,包括设备、工艺、原材料、优化设计、软件等,已获授权专利250余项。2019年7月,铂力特成为首批科创板企业,市场占有率不断增加。


面向未来的智能制造


比起传统制造业的车间,铂力特的智能生产车间显得十分安静。


车间门口的显示屏记录着每台设备的运行状态。车间内每个白色的“小房子”便是一个独立的制造设备:激光束和金属粉末在“房间”里“尽情起舞”,“房间”外既没有“电光石火”的碰撞,也鲜见来往穿梭的技术工人。


这座智能工厂通过能源管理、设备监控、订单管理、工艺管理等多个智能模块,可以实现生产计划、调度、监控集中化,有效提高生产效率和质量。


“传统制造工艺一般是把材料从整块逐步切割或加工成形,是在做‘减法’。而3D打印则是利用电脑建模形成模型,再利用路径规划软件对模型进行分片处理,逐层扫描,逐层成形,制造过程犹如在生产平台上‘生长’,是在做‘加法’,因此它的学名是增材制造。”铂力特产品开发二部部长助理贾文元介绍。


做“加法”的3D打印技术相比传统工艺更加简单,同时最大限度提高了材料的利用率,降低了资源消耗,生产模式便于管理。“在大规模增材制造的需求背景下,铂力特生产的3D打印设备更能保障企业批量生产需求。”作为公司客户的四川泸州翰飞航天科技发展有限责任公司负责人说。


多元应用助转型


在工艺品展区,一个利用3D打印完成的“秦岭”工艺品引人注目。这个长约20厘米、高约9厘米的摆件呈网状结构,金属丝弦纵横交错,“织”起秦岭的山脉连绵。“秦岭”旁边,一个由钛合金打造的金属“蝉”栩栩如生,通体采用镂空设计而成,蝉翼轻薄似纱,却又坚硬如铁。


“3D打印赋予了设计者更大的创作空间,能够轻易实现传统机加工无法实现的复杂设计。”贾文元说。


除做工艺品、消费品外,3D打印的实用性也在其他应用领域显露头角。脊柱融合器是应对颈椎、腰椎退行性疾病的关键治疗器材之一,其结构复杂,孔洞多,精度高,悬空部位多,传统方式制造难度较大,而3D打印技术提供了一种新的实现路径。


“在跟客户进行多次技术研讨后,我们制定了从产品设计、设备生产、原材料、打印工艺到产品检测的全套解决方案,为打造医用级别的科研产品提供新的思路。”贾文元说。


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