“打印”制造升級新圖景（主題）

高大的3D打印機旁邊，技術(shù)人員輸入?yún)?shù)和指令，可移動噴頭逐行噴射調(diào)配好的“墨水”，像制作蛋糕時奶油裱花一樣層層疊加，快速平整，將電腦中的“圖紙”設計數(shù)據(jù)精準打印成實物。實物可以是砂件，也可以是金屬件、陶瓷件、塑料件；可以是零件，也可以是完整的產(chǎn)品，還可以是精美的藝術(shù)品。這就是北京三帝科技股份有限公司（以下簡稱“三帝科技”）實驗廠區(qū)的日常。


(資料圖片)

成立于2013年的三帝科技，是一家專注于3D打印智能裝備及復雜金屬件綠色快速制造的國家級高新技術(shù)企業(yè)，目前擁有員工近300人。

“我們的愿景是，從3D打印出發(fā)，用科技升級制造?！北本┤劭萍脊煞萦邢薰径麻L宗貴升告訴記者。

賦能多個行業(yè)

3D打印，是一種以數(shù)字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

當前，新一代信息技術(shù)與先進制造技術(shù)融合發(fā)展，推動制造業(yè)向高端化、智能化、綠色化發(fā)展，3D打印正是這樣的關(guān)鍵技術(shù)。

“現(xiàn)在訂單多得做不過來！”欣鑫鑄造公司總經(jīng)理譚大為說。

其實，幾年前的欣鑫鑄造面對激烈的市場競爭也曾感到“壓力山大”，巨大轉(zhuǎn)變來自于3D打印智能化改造之后。

欣鑫鑄造原本是一家采用傳統(tǒng)砂型鑄造工藝制作銅鋁等有色金屬合金產(chǎn)品的企業(yè)。傳統(tǒng)砂型鑄造需要制造木?；蚪饘倌＞?，制造模具耗時長、成本高，有工藝短板且存在風險。如果企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品時開了模具而拿不到訂單，就會白白損失一大筆模具費。同理，企業(yè)也不愿意做小批量件，因為利潤太低甚至會虧損。此外，砂型鑄造產(chǎn)品的加工去除量較大、尺寸誤差偏高、鑄造面光潔度較差，對質(zhì)量要求高的復雜鑄件不適用，需轉(zhuǎn)而采用壓力鑄造、精密鑄造等其他成本更高的替代工藝。

3D打印無需模具，直接打印砂型，且做工精細，能用最少時間和最低成本完成新產(chǎn)品開發(fā)和中小批量產(chǎn)品交付，可以解決上述煩惱。欣鑫鑄造在引入3D打印技術(shù)改造的過程中，于2021年成為三帝科技控股的子公司，建立起綠色、柔性、高端的快速鑄造能力。

欣鑫鑄造公司曾為某新能源車企試制輕量化車架。如果采用傳統(tǒng)方法制作，生產(chǎn)周期需要40天。采用3DP砂型打印快速鑄造，6天就交付鋁合金成品鑄件，成本減少約30%。

“有了3D打印技術(shù)加持，如今各種復雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品我們都能生產(chǎn)，產(chǎn)值和毛利潤雙雙翻番，鑄造產(chǎn)品銷往全國各地。”譚大為說，一些知名企業(yè)現(xiàn)在都成了他們的客戶。

“快速交付市場是一片藍海?！弊谫F升說，由于市場需求個性化程度高且風向變化快，現(xiàn)在常見這樣的訂單：1個月交付產(chǎn)品給10萬元，2個月交付產(chǎn)品給8萬元，3個月交付產(chǎn)品可能就不要了。

這樣的市場趨勢正是3D打印大發(fā)展的契機?！?D打印技術(shù)可以幫助用戶提升小批量試制件交付速度和質(zhì)量，讓中小企業(yè)也能承接大量訂單?！弊谫F升說，現(xiàn)在已有幾百家企業(yè)從三帝科技購買設備、耗材和成品件，復購率達到90%以上。

宗貴升告訴記者，3D打印技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應用于汽車、軌道交通、船舶泵閥、工程機械、教育科研、藝術(shù)雕塑、康復醫(yī)療等不同行業(yè)。

重視實際應用

“技術(shù)創(chuàng)新一定要投入實際應用，要針對具體問題去研發(fā)，不能飄在空中不落地。”宗貴升說。3D打印創(chuàng)造了生產(chǎn)各種形狀和尺寸產(chǎn)品的能力，使工程師能夠設計出更加復雜的產(chǎn)品，具有改變生產(chǎn)行業(yè)的巨大潛力。這意味著其技術(shù)落地必須進行深入的跨專業(yè)合作，否則就只是實驗室里的科研玩具。

在位于北京市順義區(qū)的實驗廠區(qū)內(nèi)，一臺臺不同的3D打印設備正在工作中?！?D打印的最大特點就是跨專業(yè)合作，應用到哪個行業(yè)，就要深入了解并滿足哪個行業(yè)的需求?！比劭萍佳邪l(fā)總監(jiān)陳慶文說，3D打印絕非“一招鮮，吃遍天”的技術(shù)，其實際應用既要解決3D打印的共性問題、擁有核心技術(shù)競爭力，也要解決不同行業(yè)的個性問題、依照不同客戶的需求探索最佳打印方案。

在解決行業(yè)共性問題方面，三帝科技迎難而上。針對傳統(tǒng)粉末注射成型行業(yè)開模周期長、成本高、大件脫脂難、可成型零件小、復雜結(jié)構(gòu)受限等問題，三帝科技研發(fā)出“BJ黏結(jié)劑噴射金屬/陶瓷成型”技術(shù)工藝，可以進行中小批量復雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的無模制造和快速柔性制造。

同時，三帝科技致力于滿足用戶個性需求。例如，用戶買了3DP砂型打印裝備，需用其打印出不同的砂型件，再澆鑄形成金屬鑄件?！颁?、鋁、銅等不同金屬的性能不一樣，對砂型要求各有不同?！标悜c文說，“我們的選題要求都從客戶那里來，會不斷研究設備、材料技術(shù)、工藝方案，以滿足客戶需求?！?/p>

提升研發(fā)效率

作為一家高科技企業(yè)，在技術(shù)研發(fā)和儲備方面，三帝科技始終注重超前布局。目前，公司擁有300多項自主知識產(chǎn)權(quán)，其中發(fā)明專利90項。

在不斷發(fā)展壯大過程中，三帝科技擁有了持續(xù)研發(fā)提升能力、裝備設計制造能力、軟件技術(shù)能力、材料及工藝技術(shù)能力。公司自主研發(fā)了3DP、BJM黏結(jié)劑噴射3D打印2.0技術(shù)，實現(xiàn)了3D打印技術(shù)從“點掃描”成型向“線掃描”成型的質(zhì)變，打印速度提升了100倍以上，解決了一直以來困擾3D打印行業(yè)發(fā)展的“速度慢、成本高”難題；高速振動鋪粉專利技術(shù)解決了效率、強度與鑄造性能的關(guān)鍵矛盾，打印速度達到15秒每層；高性能金屬/陶瓷黏結(jié)劑已形成5個系列20余種配方，可快速定制配方；多材料梯度金屬3D打印技術(shù)可幫助科學家打印不同合金比例的漸變材料，實現(xiàn)新材料快速開發(fā)；還儲備有全彩色打印技術(shù)、水下增材修復技術(shù)、飛秒激光復合原位加工技術(shù)等。

宗貴升說，三帝科技建設了“三位一體”協(xié)同創(chuàng)新體系，以保持公司的持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新能力。其中，科技研究院開展面對未來技術(shù)的研發(fā)，博士后科研工作站開展技術(shù)創(chuàng)新，自主研發(fā)團隊開展工程創(chuàng)新。

“我們有專項獎金，采取揭榜掛帥方式，解決問題就給重獎，把研發(fā)績效與公司效益綁定，增強了研發(fā)團隊凝聚力。”陳慶文介紹。

此外，三帝科技與高校、科研機構(gòu)等開展產(chǎn)學研合作，聯(lián)合開展“課題申報+合作研究”“裝備研制+成果轉(zhuǎn)化”等一系列科學研究與技術(shù)服務，構(gòu)建高校、研究機構(gòu)與上下游企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈模式，實現(xiàn)優(yōu)勢互補、共同發(fā)展。

“公司始終將提高自主研發(fā)能力和新技術(shù)研發(fā)效率作為實施知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略的重心，從而確保能在未來競爭中贏得勝利?！弊谫F升對未來充滿信心。（記者 佘惠敏）

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