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万博max体育注册3D打印助力航天器“瘦身健体”云铸三维的5年精进之路

添加时间:2024-03-22 07:58:17

  今年3月份,由美国相对航天公司(Relativity Space)研发制造的全球首枚3D打印火箭成功点火升空。这艘火箭高达33.5米,85%的部件由3D打印而成万博max体育,甚至包括它的9台发动机在内也是由3D打印制造出来的。

  这似乎难以想象,但我们国人也在践行中。上海云铸三维科技有限公司(以下简称“云铸三维”)副总经理兼技术总监邱宝贵博士表示,金属3D打印技术在航空航天领域的应用,国内企业与全球一流企业相比,虽然起步比较晚,但技术上已经没有代差,国内增材制造领域的材料、工艺和装备都在加速发展。“相对于传统制造方式,金属3D打印的产品已经在全球航空航天、汽车、医疗等领域广泛使用,在产品性能上与锻件已经不相上下。”

  云铸三维是金属3D打印产业中的一家代表企业,也是张江高科895创业营(第十二季)航空航天专场入营企业,他们用3D打印出来的航空航天零部件大批量应用在火箭、卫星等航天器中,并且可以做到从设计、制造、检验、交付的全流程数字化管理。“我坚信将来航空航天产品也会和服装等快消行业一样,逐步实现智能化生产,从设计师出稿到产品下线的周期会越来越短。”邱宝贵博士判断。

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  据Relativity Space介绍,3D打印将使轨道级火箭的制造比传统方法快得多,所需的零件也将减少数千个,并能实现通过软件进行修改,且大部分零件可以回收。

  Relativity Space想要实现一项刷新记录的目标:在短短60天内用原材料制造出火箭。

  另据外媒报道,SpaceX公司已经完成了3D打印SuperDraco火箭发动机的开发测试。该发动机是Dragon发射中止系统(LAS)的重要装置,能够在Dragon火箭发射失败时帮助宇航员安全逃生。

  实际上,在航空航天领域,3D打印正在进入产业化生产。以Relativity Space和SpaceX公司为代表的科技公司,通过3D打印(粉末床熔融技术)一体化高度复杂零件,以及通过3D打印(定向能量沉积技术)替代锻造,带动了航空航天企业又一轮的技术竞赛。

  正是因为3D打印技术对航空航天业的改变,也让一批企业看到了创业机会。云铸三维便是其中之一。

  这家成立于2015年、专注于工业级3D打印服务的公司,经过两年的发展,在非金属3D打印领域达到年销售千万级的产业规模。当看到金属3D打印在航空航天领域的增长空间,他们决定做两件事。

  一是将工厂扩容迁至将航天航空布局为硬核产业之一的临港,万博max体育注册作为上海乃至全国重要的高端装备制造和商业卫星聚集地,对3D打印的需求非常大。

  二是在金属3D打印板块进行大幅度投入,“不管是人才队伍建设、硬件设施补充、还是技术革新,云铸三维不断深耕,逐步建立面向航空航天领域提供3D打印产品和服务的核心竞争力。”邱宝贵博士透露。

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  敢做敢投入,这与公司对战略的判断分不开。谈及金属3D打印主营业务的拓展初衷,云铸三维创始人兼总经理李俊锋先生这样表示:“航空航天产品有着多品种、小批量、结构复杂等特点,轻量化、低成本、快速研制需求强;3D打印技术成形自由度高且快,与航天器产品的设计与制造高度契合。我们在接触航空航天的客户时发现,他们也在积极尝试用3D打印这一新技术,客户的需求和新老技术的对比,让我相信这就是未来的发展方向。”

  巴菲特有句投资名言:“人生就像滚雪球,重要的是找到很湿的雪和很长的坡。”对于李俊锋而言,2018年之后“雪球”滚得越来越有感觉了。

  根据美国材料与试验协会(ASTM)的定义,3D打印是借助三维数字模型设计,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、电子束等方法将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型、制造出实体产品,也称之为“增材制造”。

  所以,在生产制造过程中,零部件的复杂程度对3D打印来说不是障碍,因为3D打印的成型方式和传统的减材制造不一样,非常适合实现小批量结构复杂的产品制造。

  实现这一优点的前提是,3D打印需要软硬件的配合,国内已有软硬件替代产品。通常来说,装备一旦国产化后,设施的投入成本就会往下降。因为金属3D打印市场需求的推动、软硬件的国产替代,自2017年之后,金属3D打印在国内迎来了快速发展期。

  云铸三维自从闵行迁到临港新片区,非金属业务以制作军车、飞行器、火箭、卫星、空间站等高端模型和快速模具为特色,业务逐年增长。

  “非金属的业务发展稳定,使得公司每年可以拿出销售收入的15~20%用来发展战略业务——金属3D打印。”邱宝贵博士透露。

  方向锚定之后的持续投入,万博max体育注册云铸三维在金属3D打印领域实现了台阶式增长。现如今 ,云铸三维在金属3D打印业务发展上,无论是产能规模、技术能力、人才团队,还是服务体量等,都有了质的飞跃。

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  现在的云铸三维,聚焦航天科技、航天科工等军工院所,针对航天器动力系统、卫星等结构件产品制造需求,提供基于3D打印技术的设计优化、产品制造以及测试检验的全流程解决方案。截至目前,公司交付产品中数千套产品已批产并飞行应用。

  在外界看来,云铸三维转型看似很“容易”。身在其中的邱宝贵博士则表示万博max体育注册,实际上是“日拱一卒”式的往前走。

  从事金属3D打印的企业国内目前约有上百家,万博max体育注册但体量并不大,年销售收入达到千万规模的企业不算多。

  这是有行业特性决定的,比如航空航天产品从研发到成熟,需要一段时间验证。一个项目最开始只有几万、几十万的规模,但如果等到技术成熟、生产可以上批量了,一款产品的年订单都是数百万上千万。

  邱宝贵博士表示,云铸三维就是看准了未来的增长空间。“航空航天领域的金属3D打印,长期收益大,且进入门槛高,所以公司坚定地长期投入。”

  就在2023年,云铸三维成为张江高科895创业营(第十二季)航空航天专场的入营项目,短短数月内创业营中就有多家企业有意与云铸三维洽谈金属打印业务合作。

万博max体育注册3D打印助力航天器“瘦身健体”云铸三维的5年精进之路(图5)

  ▲云铸三维是张江高科895创业营第十二季入营项目,被评为“蓝天梦创新力量”

  在未来到来之前,云铸三维核心要实现的还是那条不变的商业真理:通过提高效率来降低成本,并提升质量和服务。

  目前在产能上,云铸三维2023年再度新增多台金属3D打印设备,并规划近2年在金属产能、后处理、检测等方面提升上持续大幅度投入;在效率上,基于3D打印设备,云铸三维研发出全流程信息化系统,打造了针对规模化定制生产的3D打印智能工厂,目前可通过业务、工艺、生产、质量管控全数字化管理,助力客户实现低本增效;在技术上,云铸三维积极筹建创新研究院,与航天科技集团、中科院、上海交通大学等航天院所和高等院校密切联动,同时不断引进高层次人才,为强化公司创新和技术攻关能力加码。

  云铸三维发展业务的方式,是一个类似“高筑墙、广积粮、缓称王”的过程。“航空航天3D打印市场需求和潜力庞大,公司高层基本在航空航天领域深耕了20年以上。”邱宝贵博士说,他们的团队看得明白、等得起,也能坚定地做下去。返回搜狐,查看更多