刮刀從左至右劃過(guò)，均勻地將金屬粉末平鋪在成形區域。多束激光按照電腦建模、路徑規劃制定好的軌跡照射到金屬粉末，令粉末瞬間熔化再凝固成形。隨后刮刀反復，一個(gè)細節精巧、結構復雜的零部件很快完成。這便是位于陜西省西安市的西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司車(chē)間里的金屬3D打印過(guò)程。
從制造飛機零部件到生產(chǎn)3D打印設備，歷經(jīng)11年創(chuàng )新探索，鉑力特已成為涵蓋3D打印全產(chǎn)業(yè)鏈的增材制造龍頭企業(yè)之一，在3D打印領(lǐng)域中不斷探索。
大飛機“催生”的新公司
成立于2011年的鉑力特，是從西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室一個(gè)服務(wù)于國產(chǎn)大飛機C919的科研項目中走出來(lái)的。
步入鉑力特的產(chǎn)品展廳，一個(gè)高約3米的“十”字形中央翼緣條矗立于展廳核心區域，通體銀灰色，渾然一體，材質(zhì)細膩。這便是曾用于國產(chǎn)大飛機設計驗證階段的零部件之一。
“當時(shí)距離C919項目驗證的時(shí)間很近，如果利用傳統的金屬加工方式制造中央翼緣條，工期太久來(lái)不及。而3D打印技術(shù)可以將制造工期由數個(gè)月縮短至30天。”鉑力特科研項目部部長(cháng)張瑩指著(zhù)眼前這件展品說(shuō)。
西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司制造的3D打印設備。（受訪(fǎng)者供圖）
十余年前，3D打印對于多數人來(lái)說(shuō)還很陌生。“設備依賴(lài)進(jìn)口，市場(chǎng)拓展困難，甚至購買(mǎi)的金屬粉末還是國外廠(chǎng)商從國內購買(mǎi)的鈦材加工后再賣(mài)回國內的。”張瑩說(shuō)。
科研創(chuàng )新是制造業(yè)發(fā)展的核心基因，鉑力特開(kāi)啟了3D打印設備國產(chǎn)化的研發(fā)之路。面對3D打印這個(gè)全新領(lǐng)域，市場(chǎng)仍持觀(guān)望態(tài)度，鉑力特的初創(chuàng )團隊只得一邊跑市場(chǎng)、尋求新訂單；一邊繼續潛心做科研，不斷擴充團隊的科研力量。試粉末、調參數、優(yōu)化結構設計……“當時(shí)連個(gè)像樣的辦公樓都沒(méi)有，就是租用學(xué)校的空閑廠(chǎng)房，而且一開(kāi)始只能接到一些修補飛機零部件的訂單。”張瑩回憶道。
在不懈努力之下，2014年由鉑力特制造的第一臺金屬3D打印設備終于亮相珠海航展，3D打印作為高端制造的新生力量，也漸漸獲得市場(chǎng)認可。
如今鉑力特研發(fā)方向涵蓋3D打印的全產(chǎn)業(yè)鏈，包括設備、工藝、原材料、優(yōu)化設計、軟件等，已獲授權專(zhuān)利250余項。2019年7月，鉑力特成為首批科創(chuàng )板企業(yè)，市場(chǎng)占有率不斷增加。
面向未來(lái)的智能制造
比起傳統制造業(yè)的車(chē)間，鉑力特的智能生產(chǎn)車(chē)間顯得十分安靜。
車(chē)間門(mén)口的顯示屏記錄著(zhù)每臺設備的運行狀態(tài)。車(chē)間內每個(gè)白色的“小房子”便是一個(gè)獨立的制造設備：激光束和金屬粉末在“房間”里“盡情起舞”，“房間”外既沒(méi)有“電光石火”的碰撞，也鮮見(jiàn)來(lái)往穿梭的技術(shù)工人。
這座智能工廠(chǎng)通過(guò)能源管理、設備監控、訂單管理、工藝管理等多個(gè)智能模塊，可以實(shí)現生產(chǎn)計劃、調度、監控集中化，有效提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
鉑力特的智能制造工廠(chǎng)。（受訪(fǎng)者供圖）
“傳統制造工藝一般是把材料從整塊逐步切割或加工成形，是在做‘減法’。而3D打印則是利用電腦建模形成模型，再利用路徑規劃軟件對模型進(jìn)行分片處理，逐層掃描，逐層成形，制造過(guò)程猶如在生產(chǎn)平臺上‘生長(cháng)’，是在做‘加法’，因此它的學(xué)名是增材制造。”鉑力特產(chǎn)品開(kāi)發(fā)二部部長(cháng)助理賈文元介紹。
做“加法”的3D打印技術(shù)相比傳統工藝更加簡(jiǎn)單，同時(shí)最大限度提高了材料的利用率，降低了資源消耗，生產(chǎn)模式便于管理。“在大規模增材制造的需求背景下，鉑力特生產(chǎn)的3D打印設備更能保障企業(yè)批量生產(chǎn)需求。”作為公司客戶(hù)的四川瀘州翰飛航天科技發(fā)展有限責任公司負責人說(shuō)。
多元應用助轉型
在工藝品展區，一個(gè)利用3D打印完成的“秦嶺”工藝品引人注目。這個(gè)長(cháng)約20厘米、高約9厘米的擺件呈網(wǎng)狀結構，金屬絲弦縱橫交錯，“織”起秦嶺的山脈連綿。“秦嶺”旁邊，一個(gè)由鈦合金打造的金屬“蟬”栩栩如生，通體采用鏤空設計而成，蟬翼輕薄似紗，卻又堅硬如鐵。
“3D打印賦予了設計者更大的創(chuàng )作空間，能夠輕易實(shí)現傳統機加工無(wú)法實(shí)現的復雜設計。”賈文元說(shuō)。
鉑力特利用3D打印技術(shù)制造的產(chǎn)品。（受訪(fǎng)者供圖）
除做工藝品、消費品外，3D打印的實(shí)用性也在其他應用領(lǐng)域顯露頭角。脊柱融合器是應對頸椎、腰椎退行性疾病的關(guān)鍵治療器材之一，其結構復雜，孔洞多，精度高，懸空部位多，傳統方式制造難度較大，而3D打印技術(shù)提供了一種新的實(shí)現路徑。
“在跟客戶(hù)進(jìn)行多次技術(shù)研討后，我們制定了從產(chǎn)品設計、設備生產(chǎn)、原材料、打印工藝到產(chǎn)品檢測的全套解決方案，為打造醫用級別的科研產(chǎn)品提供新的思路。”賈文元說(shuō)。新華社記者雷肖霄、張博文
(責任編輯：張云文)
