中国财经报记者戴正宗 | “打印”中国制造新名片——安徽省芜湖市繁昌区春谷3D打印智能装备产业园见闻
2021-11-01
10月18-20日,由中国增材制造产业联盟主办的“2021增材制造发展芜湖(繁昌)高峰论坛暨中国增材制造产业年会”在芜湖召开。增材制造领域相关院士、专家和企业代表400余人参加会议,围绕增材制造产业的创新应用、发展趋势、生态建设等议题进行了研讨和交流,论坛精彩纷呈,成果丰硕。联盟秘书处将在公众号及官方网站陆续发布论坛相关专稿,敬请关注!
“打印”中国制造新名片
——安徽省芜湖市繁昌区春谷3D打印智能装备产业园见闻
戴正宗 | 中国财经报记者
从轨道交通到航空航天,从考古挖掘到医疗卫生,从军工制造到新能源汽车……3D打印技术在渗透到制造业方方面面的同时,也“打印”出了中国制造的新名片。
走进安徽省芜湖市繁昌春谷3D打印智能装备产业园,扑面而来的3D打印材料与技术“新风”让记者感受到了高新科技给制造业带来的颠覆性变革力量,也探寻到了3D打印在安徽落地生根、开枝散叶的奥秘。
打印材料让3D打印“包打”一切
走进春谷3D打印智能装备产业技术研究院展厅,倒立的法国埃菲尔铁塔模型悬挂在天花板上,引得参观者驻足围观。旁边的展柜内,尼龙、树脂、陶泥、金属等各种类型材料的3D打印产品,也吸引了一大批观众的目光。
“这就是3D打印的材料。”顺着工作人员手指的方向,记者看到了展示柜内,一个个玻璃化学试剂盛放瓶内,盛放着各种颜色的粉末。其中,超音速3D打印材料——碳化钨、碳化铬镍复合粉末吸引了记者的目光。工作人员告诉记者,这些复合粉末适用于碳化物类耐磨涂层的打印,其最高使用温度可达700℃。目前,这种超音速火焰喷涂技术已广泛应用在碳化物类耐磨涂层的制备中,成为制造大国重器的关键所在。
“粉末状的打印材料在打印之前,也需要经过严格的检测,确保每一个粉末的尺寸都要一致,这样才能确保3D打印产品的质量。”春谷3D打印研究院相关负责人告诉记者,研究院为此成立了一个专门的检测机构,专门检测每一粒打印粉末的质量。
走进宽敞明亮的材料检测实验室,记者看到,两位身着白大褂的技术人员,正在紧盯电脑屏幕,对屏幕中出现的一个个放大的原型颗粒进行检测。“我们主要观察粉末的球形状态。粉末经过高分辨率显微CT被放大到15万倍后,我们可以用肉眼看到直径为5纳米的粉末。目前我们所有设备都免费开放,确保送检的高分子材料在打印过程中,不会出现纰漏。”一位技术人员对记者说。
“由料成材,由材成器,器要好用。”秉承这一制造理念,一大批3D打印产品受到了用户的好评。“这是我们用3D打印技术生产的扁平足矫正鞋垫。”安徽中健三维科技有限公司销售工程师程千里一边拿着一副红色的鞋垫,一边对记者说:“这种鞋垫的市场售价为1200元一副,但仍然供不应求。因为这种鞋垫对于儿童扁平足矫正,起到了极大的治疗与康复作用,目前这款鞋垫被安徽省许多医院采用。”
技术装备让3D打印技术如虎添翼
工欲善其事必先利其器。作为一项颠覆性技术,3D打印与激光技术的完美结合,不仅拓宽了产品线,还为其“插上”展翅高飞的翅膀。
在激光产业园的一间工厂内,记者看到,一个类似于工业四轴机器人的装置正在对一件黑色的零件进行“焊接”。
“这可不是焊接,而是利用激光蓄积的能量,对金属表面进行修复性打印。”安徽中科春谷激光产业技术研究院有限公司副总经理肖猛告诉记者,金属粉末送到打印机的激光熔池里面,经过几千度的高温变为液态后,再通过电脑控制堆积成型。与其他修补方式比,激光修补类似于焊接,能让零件的物理结合度更高,使用强度更大。
激光技术与3D打印的完美结合,也极大刺激了激光设备的研发与生产。例如,安徽省春谷3D打印智能装备产业园入驻企业自主研发的“多功能激光3D打印专业教学机”就荣获2017年国际产品设计大奖。作为国内首款多材料、多功能专业激光3D打印机,其通过系统集成3D打印、激光加工两种核心技术,可以满足金属、非金属的激光3D打印成型、切割、焊接与表面处理等多种应用场景的需要。
当3D打印技术遇到铸造产业的时候,又会产生何种奇妙的“化学反应”呢?在国家智能铸造产业创新(安徽)中心展厅内,以圆明园12生肖兽首缩小版模型为代表的文创产品,以发动机缸体、齿轮变速箱等实物为代表的汽车零部件,让记者停下了参观的脚步。
“这也是3D打印的产品吗?”记者的好奇,让一旁的工作人员莞尔一笑。工作人员告诉记者,这些模型是铸造的,但其铸造模具是3D打印的。作为铸造业大国,我国每年因生产模具耗费了大量的人力、物力和财力。但即便如此,模具生产一直也是铸造业的短板。有了3D打印技术的支持,任何形状、尺寸的铸造模具,都能够快速生产出来了,极大地降低了能耗、物耗以及开模所需的成本。
论坛期间,参会嘉宾参观繁昌春谷3D打印智能装备产业园
财政支持为3D打印产业厚植沃土
“以前,繁昌经济发展依赖矿产资源,但随着非煤矿山陆续关闭,县域经济发展后劲不足。只有加快转型发展,坚决从粗放、高耗、低效的发展模式中摆脱出来,才是根本出路。”繁昌区政府相关负责人表示,从2015年的“蹒跚起步”到如今的“步履矫健”,3D打印产业目前已经成为繁昌产业转型升级的一把“钥匙”。
作为3D产业最重要集聚载体,春谷3D打印智能装备产业园目前已成为长三角乃至华东地区最大的3D打印产业集聚区,正向着全国产业链最齐全的3D打印制造产业园区目标迈进。
数据显示,截至目前,园区现已集聚企业50余家,集聚中科院、中科大、哈工大、西安交大等大院大所和一流高校智力人力资源,建立联合研发中心和实验室,推动政产学研用深度合作、协同创新,促进产业共性技术研发突破,打造产业核心竞争力。基本形成了以哈工大高端金属材料研发中心、中科大增材制造实验室等研发平台为代表的增材制造技术研发,以哈特三维、三绿实业等优势企业为代表的3D打印材料,以安徽隆源、芜湖西通等龙头企业为代表的设备生产,以安徽恒利、三维天下、卓锐三维等重点企业为代表的应用服务的完整产业链条。
芜湖市委副书记张庆亮对此坦言,繁昌3D打印产业规模不断增大,从“无人问津”变成了“磁石效应”。这与近年来繁昌区把3D打印作为重点培育,真抓实干,推动产业从无到有、不断聚集密不可分,更与财政真金白银的支持紧密相关。
据了解,繁昌区财政每年安排预算5000万元作为3D打印产业发展专项资金,对携带科技成果落户的企业,给予人才、场地、研发等方面的支持,吸引国内优质企业落户。建立了繁昌区增材制造产业发展专项基金,发挥政府财政资金的杠杆作用,积极引导社会资本参与产业发展和项目建设,通过股权投资、股权激励、贷款贴息等资助方式支持企业发展。完善融资担保体系,创新担保方式,提高融资担保放大倍数,帮助企业解决有效抵押担保不足的难题。制定了《加强3D打印产业人才引进培养的实施意见》等专项政策,通过住房补贴、生活补贴、子女入学等方面的优惠政策加大3D打印产业人才的引进力度。
除了近年来繁昌区加大对3D打印的政策支持外,安徽省也在2017年把3D打印技术纳入《安徽省制造强省建设实施方案(2017—2021年)》。据安徽省经济和信息化厅二级巡视员刘成全介绍,作为先进制造业竞争制高点的重要内容,3D打印技术涉及到装备材料软件服务多个领域,目前安徽省已经形成了研发设计高端工艺装备及关键零部件生产的完整产业链。
刘成全表示,为进一步推动增材制造产业健康发展,安徽省一方面打造产业集聚高地,在发挥春谷产业园产业优势的同时,重点布局材料打印装备与激光制造装备等领域,着力提升协同创新能力、产业配套能力和产业应用水平。另一方面,安徽省不断优化产业发展环境,聚焦产业化市场应用等关键环节,构建完善的3D打印企业“全周期、全过程”的政策服务保障体系,积极争取国家战略层面的政策支持,助力企业更快更好发展。