中國(guó)航天科工三院楊俊：創(chuàng)新、融合、開(kāi)放、共贏的航天增材應(yīng)用

中國(guó)航天科工三院副總工程師楊俊，為我們帶來(lái)主題演講。

    楊�。鹤鹁吹牧植块L(zhǎng)，各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專(zhuān)家，女士們、先生們，上午好！
    我今天要演講的題目是創(chuàng)新、融合、開(kāi)放、共贏的航天增材應(yīng)用。 匯報(bào)的內(nèi)容主要有四個(gè)部分：
    第一個(gè)部分是航天科工增材制造中心的概況。
    2015年響應(yīng)國(guó)家的《中國(guó)制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略，科工集團(tuán)成立了科工集團(tuán)的增材制造技術(shù)中心，也是依托高技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)優(yōu)勢(shì)和航天應(yīng)用背景，開(kāi)展增材制造技術(shù)的研發(fā)和工程化應(yīng)用。
    中心掛靠在159廠，由三院直屬單位31、306、8358、239、海鷹哈鈦等組成，下設(shè)三個(gè)分中心。
    按照地域分布，在哈爾濱有材料研發(fā)中心，在北京有增材制造中心，在天津有創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)基地，包括南京航天四院和長(zhǎng)沙分院。
    增材制造中心在三院的研究方向涵蓋了激光學(xué)、選區(qū)成型、電子束、電弧增材制造、光固化、選區(qū)燒結(jié)、材料的堆積等等專(zhuān)業(yè)方向。產(chǎn)業(yè)鏈的覆蓋包括粉末的研發(fā)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝研發(fā)、設(shè)備研發(fā)等等方向。人才隊(duì)伍將近有100人，其中博士5人，碩士51人。
    研究方向在專(zhuān)用材料研發(fā)方面，現(xiàn)在已經(jīng)引進(jìn)了真空感應(yīng)熔煉氣霧化制粉生產(chǎn)線，TC4、TA15制粉技術(shù)年產(chǎn)量突破30萬(wàn)以上。在設(shè)備研發(fā)方面突破了光路技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)備加熱與冷卻技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)。在專(zhuān)業(yè)化應(yīng)用方面做了大量的研究工作，針對(duì)剛才介紹的型號(hào)，針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)開(kāi)展了優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括拓?fù)鋬?yōu)化、國(guó)產(chǎn)新材料的使用，精密復(fù)雜部件等等不同材料的打印開(kāi)展了一系列的工作，取得了一些成績(jī)，在型號(hào)上也得到了一些應(yīng)用。
    發(fā)展現(xiàn)狀，成立以來(lái)，在裝備研制方面，在工業(yè)激光熔化方面，包括非金屬選區(qū)燒結(jié)，以及復(fù)合材料熔化堆積方面的設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。裝備設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了出口，走向國(guó)際市場(chǎng)。在應(yīng)用服務(wù)方面，特別是在型號(hào)上的應(yīng)用，各種結(jié)構(gòu)形式，包括支架、舵面、軸等等方面的應(yīng)用，提供了大概5000余件，年收入增長(zhǎng)率大概在30%以上。
    技術(shù)探索主要是在六個(gè)方面，包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、一體化制造、工藝研發(fā)，下面進(jìn)行逐一介紹。
    在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面，按照高性能增材制造技術(shù)可以在獲得同性能或更高性能前提下，可以通過(guò)點(diǎn)陣、蜂窩結(jié)構(gòu)、薄壁等設(shè)計(jì)大量減輕結(jié)構(gòu)重量，減輕成本。比如支架經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以減重50%以上。
    （PPT圖示）這個(gè)圖是蒙皮顧家一體化舵面，以前結(jié)構(gòu)是鑄造骨架+成型蒙皮再焊接等等，過(guò)程比較復(fù)雜，現(xiàn)在通過(guò)一體化增材制造形成內(nèi)部是中空結(jié)構(gòu)，外面是蒙皮，一體化成型，大大減少了工藝路線，工藝周期縮短了三分之二，成本降低了三分之一。另外一個(gè)圖是雷達(dá)天線罩，采用增材制造的方法，可以大大節(jié)省工時(shí)，提高效率。（南極熊3D打印網(wǎng)編輯發(fā)布。）
    新材料方面，我們研制的國(guó)產(chǎn)粉末替代進(jìn)口的，性能達(dá)到國(guó)外同等的強(qiáng)度，（PPT圖示）這是用我們自己生產(chǎn)的粉末制作的安裝座，那邊是光合金做的前緣。
    制作方面采用增材制造制造進(jìn)氣道，原來(lái)也是熱成型、焊接，很復(fù)雜，通過(guò)增材制造優(yōu)化了生產(chǎn)流程，提高了效率。
    在電弧熔化方面我們也開(kāi)展了嘗試，通過(guò)鋁合金進(jìn)氣道來(lái)制造，包括艙段制造，可以大大提高生產(chǎn)效率。電弧增材制造比鋪粉效率高，特別適合研制初期的快速研制。增材制造還有一方面，它可以快速修復(fù)，對(duì)于有缺陷的部位或者是有磨損的部位可以快速實(shí)時(shí)修復(fù)，這樣可以使零件再生，重復(fù)使用。
    在鑄造方面，我們對(duì)砂型開(kāi)展了3D打印，也提高了鑄造精度，提高了效率。
    再一個(gè)是設(shè)計(jì)與工藝協(xié)同，現(xiàn)在數(shù)字化發(fā)展非�？�，依托了我們的系統(tǒng)和UG軟件，結(jié)合了增材制造設(shè)計(jì)，我們把設(shè)計(jì)工藝、制造一體化協(xié)同管理，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)工藝開(kāi)發(fā)的緊密協(xié)同。
    再一個(gè)是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)，采用了超聲、X線、CT技術(shù)方法，對(duì)產(chǎn)品缺陷進(jìn)行了檢測(cè)，也形成了一套檢測(cè)評(píng)價(jià)的技術(shù)方案，以及制訂了相應(yīng)的一些標(biāo)準(zhǔn)。
    再一個(gè)是復(fù)合制造，從增材和減材復(fù)合，比如一個(gè)薄壁原形的件，在它的側(cè)壁長(zhǎng)出一個(gè)座，如果用厚的段件來(lái)加工既浪費(fèi)材料，工時(shí)又比較長(zhǎng)，這樣從減材到增材的復(fù)合制造，快速研制，達(dá)到成熟的研制要求。
    下面匯報(bào)一下發(fā)展愿景。
    我們的發(fā)展愿景到“十三五”末要建成具備裝備信息化、工業(yè)化高層次深度融合增材制造智能制造的工廠，形成規(guī)�；瘧�(yīng)用，發(fā)展成為國(guó)內(nèi)一流的增材制造服務(wù)商，實(shí)現(xiàn)增材制造原材料國(guó)產(chǎn)化、增材制造裝備自主化、增材制造服務(wù)規(guī)模，達(dá)到有示范作用的航天增材制造全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。
    組建增材制造生產(chǎn)化智能工廠，這也是一個(gè)愿景，我們要加速建設(shè)一個(gè)具有50臺(tái)增材制造設(shè)備的智能車(chē)間，面向全新設(shè)計(jì)理念，建設(shè)集智能化生產(chǎn)組織、工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、信息采集分析、生產(chǎn)終端于一體的航天增材制造智能工廠。
    加快裝備制造核心器件自主化應(yīng)用，包括增材制造的裝備和增材制造控制軟件和激光器，實(shí)現(xiàn)高度自主化。
    要積極建設(shè)高水平的增材制造工程實(shí)驗(yàn)室和研究平臺(tái)，我們正在積極申報(bào)國(guó)家級(jí)的智能制造重點(diǎn)工程實(shí)驗(yàn)室和應(yīng)用項(xiàng)目，搭建高水平的發(fā)展平臺(tái)。針對(duì)制約我國(guó)增材制造發(fā)展的大型裝備、智能工廠信息化建設(shè)等前瞻性、戰(zhàn)略性和全局性的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究。
    要建立和完善技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系，探索建立設(shè)計(jì)、材料、工藝、設(shè)備、協(xié)同配等內(nèi)容組成的航天產(chǎn)業(yè)增材制造完整的技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。
    要推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和增材制造，推進(jìn)新的產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)，通過(guò)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)深度融合，形成新的制造方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
    最后是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，開(kāi)放合作發(fā)展新模式。
    第一，繼續(xù)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，提高競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。我們的戰(zhàn)略基點(diǎn)是注重技術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)新、預(yù)研創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新，增強(qiáng)核心基礎(chǔ)產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)自主可控能力，提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。（PPT圖示）這里有一個(gè)典型產(chǎn)品和概念，飛車(chē)大家也聽(tīng)說(shuō)過(guò)，飛車(chē)現(xiàn)在正在研發(fā)階段。
    第二，推進(jìn)軍民融合，做大產(chǎn)業(yè)規(guī)模。積極落實(shí)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，深入推進(jìn)增材制造在軍民融合領(lǐng)域應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)品在汽車(chē)行業(yè)、醫(yī)療、教育、文化創(chuàng)意等方面推廣。
    第三，堅(jiān)持合作共贏，促進(jìn)共同發(fā)展。多年來(lái)，航天科工一直堅(jiān)持開(kāi)放合作，共同發(fā)展的理念，助力增材制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。目前與華曙高科、鉑力特、中科煜宸等優(yōu)秀的3D打印企業(yè)開(kāi)展了戰(zhàn)略合作，搭建了增材制造產(chǎn)業(yè)平臺(tái)。與高校，包括北航、西工大、南理工等高校聯(lián)合申報(bào)國(guó)家級(jí)課題，開(kāi)展了工藝攻關(guān)。
    （PPT圖示）這是我們和國(guó)內(nèi)知名的企業(yè)、高校進(jìn)行合作，我們還要繼續(xù)加強(qiáng)合作，并廣泛參與地方政府、企業(yè)增材制造的產(chǎn)業(yè)建設(shè)，與各方開(kāi)展廣泛的深入合作，實(shí)現(xiàn)共贏，共享增材制造快速發(fā)展的成果。
    我的報(bào)告就到這里，謝謝大家。