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從大飛機到核電站:王華明成增材制造推動力量

來源:財經2015-01-27 我要評論(0 )   

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 風靡全球的3D打印技術,正在進入中國高端裝備制造業(yè):國產大飛機與三代核電站。

  主要推動力量,來自北京航天航空大學教授、國家技術發(fā)明一等獎獲得者王華明。他的研發(fā)團隊以技術入股,分別與中航重機和南風股份組建合資公司,致力于在中國高端制造領域推廣3D打印。

  3D打印的“增材”制造思路,確有不可比擬的優(yōu)勢。中國航空企業(yè)和核電設計院擁有資本與技術實力,自然捷足先登。

  在國際上,以美國為首的部分發(fā)達國家,將3D打印視作制造業(yè)復興的重要方向;同時,國內外也有不少業(yè)內人士認為,這項技術成本高、質量不穩(wěn)定,對其前景看空。對這一領域持觀望態(tài)度的產業(yè)資本,更是多數(shù)。

  “增材制造”

  學名“增材制造”的3D打印,是近年來最熱門的概念。

  這一概念,與傳統(tǒng)制造業(yè)的“減材制造”相對應,不經過機床銑、車、鉆等傳統(tǒng)“減材”切削加工,而是通過堆疊材料,來直接形成最終產品的一種制造理念。

  美國總統(tǒng)奧巴馬,在2013年國情咨文中多次提及3D打印,將其視作美國實現(xiàn)制造業(yè)復興的重要途徑,這讓其風靡一時。

  在這份國情咨文中,奧巴馬展望了未來美國經濟發(fā)展的藍圖,他特別強調了兩大方向:產業(yè)回歸和3D打印技術的廣泛應用,“工人們將在美國學習和使用3D打印,這項技術可能顛覆整個工業(yè)體系。”

  奧巴馬的言論,經過媒體解讀和放大,迅速成為全球輿論焦點。

  事實上,這一概念并不新鮮,正是起源19世紀末“照相雕塑快速立體成型”的思想,業(yè)內稱之為“上上世紀的思想,上世紀的技術,本世紀的市場。”

  北京航天航空大學教授王華明告訴筆者,增材制造技術在國內并非新鮮概念,雖然目前已在航空等領域有所突破,但短期內很難大規(guī)模應用于工業(yè)生產。

  王華明是中國激光增材制造領域帶頭人,國家技術發(fā)明一等獎獲得者。他直言,目前媒體上炒作的商業(yè)3D打印,多用于“娛樂目的”,僅僅是增材技術在非金屬模型領域的應用,并不代表該項技術的發(fā)展方向。

  只有高端裝備制造領域的高性能金屬構件生產,或生物醫(yī)學支架生產等領域,才能真正發(fā)揮3D打印的高科技優(yōu)勢,整個打印過程宛如春蠶吐絲般,層層包裹,形成最終的形態(tài)。

  這對打印材料形成了極其苛刻的要求。目前,可供打印的材料品種主要有石膏、尼龍、樹脂、金屬等,原材料的形態(tài)限定在粉末狀、絲狀和液體狀等僅有的幾大類,絕非普通意義上的“材料”。

  在二三十年前,3D打印技術已經可以使用樹脂等材料制作產品。電影《碟中諜》中,3D打印可以迅速打印出一張“人皮面具”,其細節(jié)早就深入人心。

  近幾年,3D打印可處理的材料范圍擴大到了金屬,這才引發(fā)了業(yè)界對3D打印的高度關注,乃至被美國政府視作重振美國制造業(yè)的重要方向。

  在工業(yè)制造上,某些結構復雜的“異形”設備或零件,對加工精度和技術有著極高要求,但是,3D打印卻可以輕松突破這種“幾何約束”,理論上會大大降低制造難度和成本。

  航空領域突破

  作為中國3D打印技術產業(yè)化應用的領軍人物,王華明正致力于在中國航空與核能領域推廣該技術。

  目前,他的團隊分別與中航重機和南風股份組建了專業(yè)從事3D打印技術研發(fā)和推廣的子公司“中航激光”和“南方增材”,想借助上市公司力量,推動3D打印在工業(yè)化領域的落地。王華明團隊以技術入股,在兩家子公司中均占股約30%,。

  目前,3D打印在航空領域的進展領先于核電。中航工業(yè)董事長林左鳴曾對外表示,中國近年來在航空航天領域取得了一系列重大突破,離不開增材制造技術的飛速發(fā)展。

  軍用飛行器的相關設備,由于特殊需要,設計非常復雜,傳統(tǒng)生產思路從來是做“減”法。通過切割、磨削、腐蝕、熔融等工序制作零部件,然后再拼裝或焊接成最終產品。

  這種制造思路,工藝復雜,難度超群,還會造成原材料的巨大浪費,成本不菲。

  例如,F(xiàn)22戰(zhàn)斗機的機翼和機身連接件,用傳統(tǒng)工藝制造,需要三個鍛件拼裝而成。此時,3D打印的技術優(yōu)勢就凸顯出來,使用鈦合金激光3D打印技術,一氣呵成。

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