3D打印技術以其生產周期短、自動化、綠色環(huán)保的特點,正從實驗室快速應用于制造、醫(yī)療、教育、考古、建筑和軍事等領域,被譽為開啟“第三次工業(yè)革命”的鑰匙。
10年前,湖南華曙高科技有限責任公司(下稱“華曙高科”)創(chuàng)始人、董事長許小曙放棄美國優(yōu)厚待遇,回到長沙掀起3D打印制造業(yè)革命;而今,華曙高科已成為我國增材制造領域的龍頭和全球唯一的3D打印全產業(yè)鏈企業(yè)。
從落戶長沙到率先向海外出口金屬3D打印設備,從樣品到直接終端產品生產的飛躍,短短10年時間,華曙高科便實現(xiàn)了從跟跑到領跑的嬗變,成為“湖南智造”享譽海外的一張名片。
從樣品到終端產品“打印”的飛躍
3D打印,即增材制造的俗稱。拿打印鉭金屬墊塊來說,先設計三維圖紙,再把數據導入華曙高科研制的3D打印機進行智能排列,由此將三維圖形“切”成1000層、1萬層……然后裝入金屬粉末鉭粉,用選區(qū)激光熔融技術逐層熔融疊加,最終“打印”出三維物體。
這樣的3D打印,再復雜的產品,只需幾個小時即可“新鮮出爐”;若是大型產品,還可以“分瓣”打印,再進行拼裝。
華曙高科的金屬3D打印機可打印鎢、鉭、銅、鎳基高溫合金等13種金屬粉末材料。
“在3D打印的7大類別中,華曙高科只選擇研發(fā)適用于尼龍3D打印的選區(qū)激光燒結技術和適用于金屬3D打印的選區(qū)激光熔融技術,這與那些只做模型的3D打印技術截然不同,我們能制作出形狀最復雜的功能性零件,不只是用來欣賞,而且可以使用?!比A曙高科常務副總經理陳勃生介紹。
2009年公司成立之初,華曙高科就“小試牛刀”。國內幾家著名小家電企業(yè)搞新產品研發(fā)需制作的樣品,都是請華曙高科“打印”的。這既可以縮短制作周期,又降低成本。
“華曙高科的3D打印,近幾年已實現(xiàn)從樣品到直接終端產品生產的飛躍?!痹S小曙介紹,目前,3D打印不僅為家用電器、電動工具、汽車等生產直接終端產品,還已直接應用于航空航天、醫(yī)療等領域。
在2017中國大學生方程式汽車大賽中,長沙理工大學CRT賽車隊的3D打印賽車獲耐久性能獎第一名。該賽車的方向盤、立柱、進氣總成、搖臂等近40個關鍵零部件,均采用華曙高科的3D打印技術,整車重量減輕至223千克,最高時速可達135公里,并縮短了80%的研發(fā)周期。
華曙高科在義齒行業(yè)的3D打印產業(yè)化應用同樣引人注目,其為義齒加工商量身訂制的金屬3D打印機銷往世界各地。
傳統(tǒng)義齒的制作,從取模,到寄至義齒加工廠由技師進行手工制作,工序多達10多道。而3D打印義齒,只需醫(yī)生用口腔掃描儀采集患齒的三維數據,傳至義齒加工廠就可打印,再通過烤瓷即可成為直接使用的義齒。
“手工制作義齒,需多名技師聯(lián)手作業(yè),一天最多生產幾十顆;華曙高科的3D打印義齒,6小時就能打印150顆,且可以24小時連續(xù)作業(yè)。”陳勃生說。
2017年9月,在美國得克薩斯州奧斯汀市,華曙高科成立了北美分公司。
美國奧斯汀市是選區(qū)激光燒結3D打印技術誕生地,也被公認為3D打印的發(fā)源地。
從在歐洲設立增材制造研發(fā)中心,到北美布局3D打印基地,華曙高科的海外拓展,正加速我國3D打印國際化步伐。
“華曙高科在設備制造和材料研發(fā)上,精益求精,這也是敢于走出國門的核心所在?!痹S小曙介紹,華曙高科成立之初,在主攻設備研制的同時,也一直在進行材料研發(fā),最終成功研制出當時在全球通用的尼龍粉末材料,打破了德國贏創(chuàng)公司對這一材料的壟斷。從此華曙高科成為全球唯一既制造設備,又生產材料,還提供客戶服務支持的企業(yè),獨立構成了3D打印完整產業(yè)鏈。
目前,華曙高科共申請專利105項,獲得授權專利近70項,自主知識產權處于國內領先水平。自主研發(fā)的兩大系列10款全球領先的工業(yè)級3D打印設備,裝機量在國內設備制造商中排名第一,與歐美領頭企業(yè)同類產品相比不分伯仲;成功研制出6款高分子3D打印材料,開發(fā)出13種金屬3D打印材料的熔融工藝,已實現(xiàn)量化生產。
華曙高科還率先將金屬3D打印設備出口海外,其銷售服務網絡遍布全球30多個國家和地區(qū),已成為“中國智造”的一張閃亮名片。
引領3D打印對制造業(yè)的變革
2018年2月,華曙高科推出“CAMS未來工廠”——全球最大打印幅面高溫尼龍3D打印設備FS1001P以及多激光多振鏡的中大型金屬3D打印設備,再一次引領3D打印對制造業(yè)的變革。
“現(xiàn)在的3D打印機,都是單機型,只有一個功能站,只能進行間歇式生產。CAMS未來工廠里,新的機型包括裝載、建造、保溫、清粉4個功能站,可實現(xiàn)各個工序之間的無縫對接,而多臺新機器又可以構成一條智能化自動生產線,讓生產效率更高。”陳勃生如是說。
關于3D打印技術對我國制造業(yè)帶來的革命性影響,許小曙有自己的理解: “3D打印是傳統(tǒng)制造業(yè)的一個有效補充,比較適合于小批量、個性化生產,隨著這種制造手段的普及,它會與傳統(tǒng)制造業(yè)相輔相成,助力傳統(tǒng)制造業(yè)升級,將中國智能制造推上一個新臺階,甚至助力中國制造業(yè)實現(xiàn)彎道超車。”
在助推行業(yè)發(fā)展方面,華曙高科積極發(fā)揮著引領作用。近日,由華曙高科牽頭、中機生產力促進中心等11家單位參與制定的《增材制造設計要求、指南和建議》(標準號GB/T 37698-2019)國家標準正式發(fā)布并開始實施。這標志著我國增材制造產業(yè)在設計階段有了統(tǒng)一規(guī)范的標準可以遵循,對于加速增材制造產業(yè)化具有重要意義。與此同時,由該公司參與制定的《增材制造 塑料材料粉末床熔融工藝規(guī)范》(標準號GB/T 37463-2019)國家標準已于今年5月10日發(fā)布,將于今年12月1日實施。近年來,華曙高科負責牽頭制定或參與制定了多項國家標準,涵蓋了增材制造術語、粉末床熔融工藝、增材制造金屬件熱處理規(guī)范、增材制造云服務平臺模式規(guī)范等多個方面。
“我們的目標是要進入世界前三強,讓世界各地的用戶都能使用華曙高科的3D打印技術,實現(xiàn)自己的3D打印夢想!”許小曙說。(本刊綜合)