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

中國航天科工三院副總工程師楊俊，為我們帶來主題演講。

    楊�。鹤鹁吹牧植块L，各位領(lǐng)導、各位專家，女士們、先生們，上午好！
    我今天要演講的題目是創(chuàng)新、融合、開放、共贏的航天增材應(yīng)用。 匯報的內(nèi)容主要有四個部分：
    第一個部分是航天科工增材制造中心的概況。
    2015年響應(yīng)國家的《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略，科工集團成立了科工集團的增材制造技術(shù)中心，也是依托高技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)優(yōu)勢和航天應(yīng)用背景，開展增材制造技術(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沙分院。
    增材制造中心在三院的研究方向涵蓋了激光學、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、工藝研發(fā)、設(shè)備研發(fā)等等方向。人才隊伍將近有100人，其中博士5人，碩士51人。
    研究方向在專用材料研發(fā)方面，現(xiàn)在已經(jīng)引進了真空感應(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)、遠程監(jiān)控等技術(shù)。在專業(yè)化應(yīng)用方面做了大量的研究工作，針對剛才介紹的型號，針對復雜結(jié)構(gòu)開展了優(yōu)化設(shè)計，包括拓撲優(yōu)化、國產(chǎn)新材料的使用，精密復雜部件等等不同材料的打印開展了一系列的工作，取得了一些成績，在型號上也得到了一些應(yīng)用。
    發(fā)展現(xiàn)狀，成立以來，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)，以及復合材料熔化堆積方面的設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。裝備設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了出口，走向國際市場。在應(yīng)用服務(wù)方面，特別是在型號上的應(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，年收入增長率大概在30%以上。
    技術(shù)探索主要是在六個方面，包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、一體化制造、工藝研發(fā)，下面進行逐一介紹。
    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，可以通過點陣、蜂窩結(jié)構(gòu)、薄壁等設(shè)計大量減輕結(jié)構(gòu)重量，減輕成本。比如支架經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，可以減重50%以上。
    （PPT圖示）這個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，過程比較復雜，現(xiàn)在通過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。另外一個圖是雷達天線罩，采用增材制造的方法，可以大大節(jié)省工時，提高效率。（南極熊3D打印網(wǎng)編輯發(fā)布。）
    新材料方面，我們研制的國產(chǎn)粉末替代進口的，性能達到國外同等的強度，（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氣道，原來也是熱成型、焊接，很復雜，通過增材制造優(yōu)化了生產(chǎn)流程，提高了效率。
    在電弧熔化方面我們也開展了嘗試，通過鋁合金進氣道來制造，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，對于有缺陷的部位或者是有磨損的部位可以快速實時修復，這樣可以使零件再生，重復使用。
    在鑄造方面，我們對砂型開展了3D打印，也提高了鑄造精度，提高了效率。
    再一個是設(shè)計與工藝協(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，我們把設(shè)計工藝、制造一體化協(xié)同管理，實現(xiàn)了設(shè)計工藝開發(fā)的緊密協(xié)同。
    再一個是對產(chǎn)品進行檢測評價，采用了超聲、X線、CT技術(shù)方法，對產(chǎn)品缺陷進行了檢測，也形成了一套檢測評價的技術(shù)方案，以及制訂了相應(yīng)的一些標準。
    再一個是復合制造，從增材和減材復合，比如一個薄壁原形的件，在它的側(cè)壁長出一個座，如果用厚的段件來加工既浪費材料，工時又比較長，這樣從減材到增材的復合制造，快速研制，達到成熟的研制要求。
    下面匯報一下發(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)展成為國內(nèi)一流的增材制造服務(wù)商，實現(xiàn)增材制造原材料國產(chǎn)化、增材制造裝備自主化、增材制造服務(wù)規(guī)模，達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，這也是一個愿景，我們要加速建設(shè)一個具有50臺增材制造設(shè)備的智能車間，面向全新設(shè)計理念，建設(shè)集智能化生產(chǎn)組織、工藝數(shù)據(jù)庫、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，實現(xiàn)高度自主化。
    要積極建設(shè)高水平的增材制造工程實驗室和研究平臺，我們正在積極申報國家級的智能制造重點工程實驗室和應(yīng)用項目，搭建高水平的發(fā)展平臺。針對制約我國增材制造發(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)開展研究。
    要建立和完善技術(shù)和標準體系，探索建立設(shè)計、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)體系和標準體系。
    要推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和增材制造，推進新的產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)，通過大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術(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)濟增長點。
    最后是創(chuàng)新驅(qū)動，開放合作發(fā)展新模式。
    第一，繼續(xù)堅持自主創(chuàng)新，提高競爭實力。我們的戰(zhàn)略基點是注重技術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)新、預研創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新，增強核心基礎(chǔ)產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)自主可控能力，提高企業(yè)核心競爭力，促進產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。（PPT圖示）這里有一個典型產(chǎn)品和概念，飛車大家也聽說過，飛車現(xiàn)在正在研發(fā)階段。
    第二，推進軍民融合，做大產(chǎn)業(yè)規(guī)模。積極落實國家發(fā)展戰(zhàn)略，深入推進增材制造在軍民融合領(lǐng)域應(yīng)用，促進產(chǎn)品在汽車行業(yè)、醫(yī)療、教育、文化創(chuàng)意等方面推廣。
    第三，堅持合作共贏，促進共同發(fā)展。多年來，航天科工一直堅持開放合作，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)開展了戰(zhàn)略合作，搭建了增材制造產(chǎn)業(yè)平臺。與高校，包括北航、西工大、南理工等高校聯(lián)合申報國家級課題，開展了工藝攻關(guān)。
    （PPT圖示）這是我們和國內(nèi)知名的企業(yè)、高校進行合作，我們還要繼續(xù)加強合作，并廣泛參與地方政府、企業(yè)增材制造的產(chǎn)業(yè)建設(shè)，與各方開展廣泛的深入合作，實現(xiàn)共贏，共享增材制造快速發(fā)展的成果。
    我的報告就到這里，謝謝大家。