徐州增材制造产业发展渐入佳境

徐州增材制造产业发展渐入佳境

本报记者 王正喜

8月26日,工业和信息化部公布首批36个增材制造典型应用场景名单,徐州两个项目入选,分别是:徐工工程机械研究院有限公司与应用单位徐州徐工精密工业科技有限公司、徐州阿马凯液压技术有限公司的“工程机械液压多路阀砂型模具制造”场景项目;徐工工程机械研究院有限公司与应用单位徐州重型机械有限公司、徐州徐工液压件有限公司的“工程机械关键零部件修复与再制造”场景项目。

这意味着徐州具备了提供增材制造“设计—装备—工艺—服务”全流程解决方案的能力,充分体现世界一流工程机械研究院的技术水平,充分彰显了徐州在增材制造技术领域强大的创新引领实力。

增材制造为模具制造与再制造

注入“新动能”

增材制造俗称3D打印,通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料,按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品的制造技术。相对于对原材料去除、切削、组装的传统加工模式,这是一种“自下而上”材料累加的制造方法,从而让过去无法实现的复杂结构件制造变为可能。

早在2018年初,徐工就参与科技部主持的国家重点研发计划“移动式增材修复与再制造技术与装备”,主要承担课题“复杂服役环境移动式增材修复与再制造评价与考核”的技术研究工作,负责重载工程机械现场增材修复工艺、无损检测、后处理、增材修复评价与考核。通过课题实施,极大增强了对工程机械行业增材制造发展现状的了解,掌握“设计—材料—工艺—装备—验证”增材修复零件全流程的关键技术,对推动工程机械再制造产业发展、全面提升高端工程机械的服役性能和可靠性奠定坚实的基础。

“工程机械液压多路阀砂型模具制造”增材制造典型应用场景围绕液压多路阀铸造难度大、成品率低的行业难题,自主研发高强度3D打印砂型精细化成形工艺,全新设计适用于3D打印的多层复合铸造系统,研制大尺寸高精度砂型3D打印装备,成功实现整体式液压多路阀的快速铸造,显著缩短新产品研发试制周期与成本,助力打破工程机械核心零部件“空心化”的现状,提高工程机械产品的市场竞争力。

“工程机械关键零部件修复与再制造”增材制造典型应用场景围绕工程机械及大型结构件、液压件、传动件再制造需求,攻关超音速火焰喷涂、激光熔覆、等离子堆焊等关键核心技术,形成面向不同用户需求的“材料—装备—工艺—评价”再制造整体解决方案,5年节约钢材约10万吨,节约电能约780万千瓦时,减少CO2排放约17.5万吨,践行绿色发展理念,助力国家“双碳”目标实现。

徐州致力于把有形的现代再制造技术设施和无形的绿色循环经济理念相结合,建立了以制造商牵头的工程机械主动再制造产业生态,搭建了工程机械再制造标准体系,有序推进再制造产业化进程,为“中国工程机械之都”注入绿色发展新动力。利用徐工研究院平台,2013年徐工重型成立了汽车起重机维修再制造分厂,2013年徐工液压件、2014年徐工基础等公司分别建立再制造分厂,徐工基础2017年投资建设了液压元件和发动机再制造无尘车间。目前,徐工已经实现了汽车起重机、主机产品用发动机、液压件等核心零部件全面再制造。

徐州有个新材料行业“隐形冠军”

在增材制造产业链方面,徐州除了形成可复制可推广的增材制造新业态新模式,还有一家拿下了《增材制造用高熵合金粉》等18项国家标准的新材料行业“隐形冠军”——江苏威拉里新材料科技有限公司。7月30日,在第十一届中国航天工业国际论坛上,徐矿集团所属江苏威拉里公司凭借在金属粉末材料领域的成就入选“凌云奖”,获评“航空航天最佳3D打印金属粉末材料供应商奖”,成为增材制造行业领域唯一获奖的金属粉末材料企业。

作为国家科改示范企业,江苏威拉里新材料科技有限公司坚持把拥有自主可控创新成果作为企业生存发展的关键,推动关键材料国产化,为实现航空航天制造高质量发展贡献力量。生产的3D打印高性能合金粉末批次稳定、球形度好、氧含量低、粒度分布均匀,具有良好的流动性及较高的松装密度,获评江苏省“专精特新”产品。其中系列高温合金粉末综合性能优异,成功替代进口粉末,解决了增材制造领域关键原材料“卡脖子”难题,广泛应用于航空航天、工业模具、3C电子、生物医疗、激光熔覆等高端制造领域。

公司总经理蒋保林自豪地说,威拉里专注细分领域,在技术工艺、产品质量上深耕细作,已发展成为国内最大的真空气雾化金属粉末生产企业,进入国产增材制造材料企业第一梯队。公司已经实现全国金属粉末领域“三个唯一”:全国唯一生产大气环境中具有霍尔流速铝合金粉末的企业、全国唯一拥有稳定生产CuCrZr粉末技术的企业、全国唯一拥有多体系高熵合金生产技术的企业。

增材制造作为新兴的制造技术,应用领域不断扩展,成为先进制造领域发展最快的技术方向之一;增材制造产业的发展为现代制造业的培育壮大以及传统制造业的转型升级提供了宝贵契机。随着3D打印技术规模产业化,传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合都将面临深度调整。

经过多年的培育,徐州增材制造产业已从起步期转入成长期。随着技术成熟度提升、单位成本降低、产业配套能力增强,增材制造将成为工业领域的主流制造方式之一。下一步,徐州将进一步加大资金投入,布局增材制造软硬件建设,快速推进商业化应用;超前应对增材制造相关产业的潜在竞争,在专利、标准方面进行布局,力求把握新型制造技术制高点,延长增材制造产业链条,徐州增材制造产业应该有更长更广的路要走。

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