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3D新聞

鑄造3D打印,從受制于人到世界領(lǐng)跑

3D打印商情 來源:科技日報2019-03-25 我要評論(0 )   

把“命門”掌握在自己手中 “我國傳統(tǒng)鑄造行業(yè)以手工勞動為主,通俗地形容就是‘傻大黑粗’。我在維修車間待了9年,心里一直有個

把“命門”掌握在自己手中
“我國傳統(tǒng)鑄造行業(yè)以手工勞動為主,通俗地形容就是‘傻大黑粗’。我在維修車間待了9年,心里一直有個夢想——我們的工作環(huán)境能得到改善?!?/span>
說話的年輕人名叫劉軼,36歲的他是寧夏共享集團股份有限公司(以下簡稱共享集團)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理、智能制造研究院院長。
讓鑄造工人穿著白大褂在空調(diào)環(huán)境下體面地工作,這是所有共享人自上世紀(jì)90年代以來就掛念著的事。集團聚焦行業(yè)轉(zhuǎn)型升級痛點,投入10多億元主攻鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)及智能工廠建設(shè),實現(xiàn)國內(nèi)首創(chuàng)后,綜合集成技術(shù)領(lǐng)跑世界。
前幾天,《大國重器》第二季在央視熱播,共享集團的鑄造用砂芯3D打印機也在其中亮相。這部紀(jì)錄片展望了我國裝備制造業(yè)的發(fā)展前景,而共享人的“鑄造夢”,也在繼續(xù)。
改變產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,靶向鑄造3D打印
走進共享集團,位于南側(cè)的建筑便是快速成形工程技術(shù)研究中心。
14臺5米多高的鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化機型整齊擺放,除了機器運轉(zhuǎn)聲,再無其他轟鳴;除了幾位工作人員在操作板前監(jiān)測,一兩臺機器人來回穿梭運送貨物,再無其他身影。
整個車間無吊車、無模型、無重體力、無溫差、無廢砂及粉塵排放,完全顛覆常識。
“以前的鑄造車間可不是這樣的?!眲⑤W說。
鑄造是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),我國鑄造產(chǎn)量連續(xù)16年穩(wěn)居世界第一,是名副其實的鑄造大國。然而,傳統(tǒng)的鑄造設(shè)備以混砂機為主,勞動強度大,效率低。最讓人糟心的是工作環(huán)境惡劣,工人經(jīng)常白臉進去,黑臉出來,時間久了,一線技術(shù)人員流失嚴(yán)重。
搞了30多年鑄造的公司董事長彭凡,一直在尋思怎樣讓這個行業(yè)翻身。2012年,當(dāng)他在德國看到鑄造3D打印實驗室設(shè)備的時候,他意識到,如果把這項技術(shù)用好了,將是一件顛覆行業(yè)的事。
什么是3D打???“其實就是分層疊加技術(shù),是一個從三維降到二維、再升到三維的過程?!眲⑤W說,這項技術(shù)首先利用切片軟件將實體沿高度方向切成薄層,這個步驟可近似看成,一個平面一層一層進行打印,再疊加起來形成立體。3D打印技術(shù)在鑄造領(lǐng)域有一個分支,名叫3DP,目前在業(yè)內(nèi)生產(chǎn)效率最高,成本相對較低,最易于產(chǎn)業(yè)化推廣。
共享人決定主攻這個方向。
“以前做一個鑄件,必須先做出一模一樣的模型,做完得兩個月?!眲⑤W說,而鑄造3D打印沒有模型,直接將陰膜打印出來,再澆上鐵水或鋼水即可。鑄件也不需要人工組配,一周左右就能做出成品。
全力攻堅克難,打破國外技術(shù)壟斷
鎖定鑄造3D打印技術(shù)后,彭凡立即投資近億元購買了一臺德國產(chǎn)的打印機,組織一支50人的團隊從“點”上突破,樣機實驗工作正式開始。
沒想到的是,問題很快來了。
“所有材料和零配件都要進口,設(shè)備出故障了也必須老外來修,用不起啊?!迸矸哺袊@。
一天,機器在打印過程中突發(fā)故障,工作箱無法打開,直接“罷工”。與德國供應(yīng)商取得聯(lián)系后,對方提出要求:收費從工程師上飛機的那一刻開始計算,每小時165歐元。
一星期后,工程師終于抵達銀川,但沒等舊問題得到解決,新問題又出現(xiàn)了。共享集團反饋這一情況時,對方竟然搖頭,理由是他只負(fù)責(zé)解決先前的故障,新故障必須重走程序。
德方工程師離開了,留的是一臺無法運轉(zhuǎn)的機器,以及郁憤難平的共享人。
這種情形之后屢次上演,于是在2013年,彭凡決定專門解決受制于人的技術(shù)問題。劉軼就是此時被委以重任,主抓材料、工藝、軟硬件等全面研發(fā)工作。
歷經(jīng)兩年多探索與研究,當(dāng)樣機噴出墨的剎那,大伙興奮地跳了起來——他們造出了國內(nèi)第一臺也是世界上效率最高的鑄造3D打印樣機,德方技術(shù)存在的諸多問題均被改進。
以發(fā)動機氣缸蓋鑄件為例。原先用金屬模具得做近20個砂型零件,需要一個高技能工精密組裝出來,是一個高級技工培訓(xùn)半年才能干的工作。而采用3D打印技術(shù)一次就能打印完成,誤差也從原來的1毫米降到了0.3毫米,生產(chǎn)效率提高約3—5倍,成品率提高了20%—30%。
鑄件生產(chǎn)由復(fù)雜變得簡單,傳統(tǒng)的鑄造生產(chǎn)方式則由“黑色”變?yōu)椤熬G色”。隨著生產(chǎn)實現(xiàn)零排放,以前的翻砂車間搖身一變成了空調(diào)工廠,徹底顛覆以手工為主的多品種小批量砂型鑄造生產(chǎn)方式。
引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展,助推建設(shè)鑄造強國
山高人為峰。
“我的目標(biāo)是產(chǎn)業(yè)化升級,用‘三部曲’形容是不夠的,目前來看是‘五部曲’?!迸矸残α似饋?。
繼關(guān)鍵軟硬件技術(shù)實現(xiàn)“點”上突破之后,他們決定在“線”上集成,實踐智能生產(chǎn)單元應(yīng)用。共享集團根據(jù)鑄造工藝流程,創(chuàng)新性地提出了鑄造智能單元的模塊化、工序化智能制造解決方案,已經(jīng)建設(shè)和改造10條以上智能生產(chǎn)單元。
共享人拼了。劉軼帶領(lǐng)團隊陸續(xù)攻克鑄造3D打印材料、工藝、軟件、設(shè)備等難題,他們在四川投入9臺設(shè)備組建起一條生產(chǎn)線,這是世界上第一條鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用生產(chǎn)線;又在寧夏銀川建成并投產(chǎn)世界首個萬噸級鑄造3D打印智能工廠,真正實現(xiàn)了鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的國內(nèi)首創(chuàng)和鑄造行業(yè)“綠色智能”轉(zhuǎn)型。
2016年2月,李克強總理來寧夏視察,贊揚共享集團從“傻大黑粗”變成了“窈窕淑女”,是新舊動能轉(zhuǎn)換的生動體現(xiàn)。
劉軼的夢想實現(xiàn)了,但共享人的夢想遠(yuǎn)不止于此。
“通過這種集成創(chuàng)新,我要把鑄造3D打印技術(shù)的優(yōu)勢展示出來并推向市場,還要讓產(chǎn)業(yè)能用得起。它不應(yīng)該只是架子上的花瓶?!迸矸舱f,接下來他們要幫別人設(shè)計并建造智能工廠,2018年設(shè)計、建設(shè)的數(shù)字化示范工廠累計達10個,目前已建成3座。
如今的共享集團已是國家首批46家智能制造試點示范企業(yè),承擔(dān)著“大尺寸高效鑄造砂型增材制造設(shè)備”等國家重點研發(fā)計劃重點專項,也是國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)化總體組13家企業(yè)成員單位之一。
未來5年,它將以每年20%左右的增長速度力爭實現(xiàn)由推進企業(yè)發(fā)展向引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)變?!跋M?030年前后,通過共建共享全新的產(chǎn)業(yè)生態(tài),支持我國鑄造業(yè)加速步入國際先進行列。”彭凡說。
這是共享人最大的夢想,它的名字叫“鑄造強國”。

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