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北京实施“精机工程”3D打印推动高端智造

2013-07-26 08:48
姚看江湖
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  ——由北京市科委支持北京航空航天大学研制的大型金属构件激光成形增材制造成套装备,该成果主要用于航空航天复杂构件整体加工。

  即使对于普通人,3D打印技术也不再是个陌生概念,人们津津乐道的是用半个小时就可以打印出一个微缩版的自己。但其实,除了这些“花哨”的玩法,3D打印已应用于飞机关键零部件的制造等高端制造领域。

  轻触按钮,床板的上半部徐徐抬起,折叠成一个舒适的轮椅。几乎不用移动身体,老人就从床上直接出了门。这“变形轮椅”实际上是北京航空航天大学机械工程及自动化学院研发的“床椅一体化机器人”。

  事实上,3D打印、“床椅一体化机器人”等智能装备、以数控机床为代表的高端数控装备,正是当前全球制造业布局的战略重点。金融危机后,寻求产业转型的北京,同样将这三个领域作为发展高端制造业的突破口。2011年11月,北京市科委启动实施了以这三个领域为重点支持方向的“北京高端数控装备产业技术跨越发展工程(精机工程)”。

  两年多来,“精机工程”在北京高端装备领域共投入科技经费3亿余元,带动社会研发投入20亿元。在3D打印等上述三个领域取得多项关键技术突破,并形成逐步完善的产业链。

  另一组数字更能说明这一工程的意义。“精机工程”实施,带动2012年北京高端装备制造业实现产值500亿元,税收20亿元,利润25亿元。

  北京3D产业链逐步完善

  国内3D技术最广为人知的应用是,我国首创用3D打印造飞机钛合金大型主承力构件,该技术成功应用于国产大飞机C919上。这一技术由北京航空航天大学激光增材制造技术团队研发。

  该团队成员汤海波告诉记者,3D打印技术是“增材制造”技术的俗称,也称“增量制造”、“添材制造”、“添加式制造”技术,是指依据三维CAD建模,在计算机自动控制下通过材料逐层添加堆积的成形制造技术。相对简明通俗的可将3D打印技术分为“快速原型制造技术”和“高性能金属构件增材制造技术”两类。

  其中,大型金属构件激光增材制造装备是发挥“变革性”的高性能金属激光增材制造技术巨大潜力的设备基础和必要手段,也是长期以来制约该先进技术发展的“瓶颈”之一。

  汤海波所在团队自开展高性能金属激光增材制造技术以来,开展了其成套装备技术研发,历经17年持续研究和完善,提出了“外置型”大型金属激光增材制造装备新思路,发明了“高效气体充排—柔性密封”等系列核心关键技术,并自主开发出激光增材制造专用扫描路径生成软件、保障了制造零件的质量和性能。

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