專訪│飛而康的產(chǎn)業(yè)化之路：從高端材料研發(fā)到金屬增材制造超級工廠（上篇）

來源： 華曙高科

導(dǎo)  讀：2020年6月，坐落于太湖之濱的飛而康快速制造科技有限責(zé)任公司（以下簡稱“飛而康”）重磅發(fā)布與工業(yè)級3D打印領(lǐng)航企業(yè)華曙高科共同部署金屬增材制造產(chǎn)業(yè)化超級工廠的新聞，引起行業(yè)矚目。近半年，雙方一直穩(wěn)步進(jìn)行著50臺金屬增材制造設(shè)備的裝機(jī)計劃。雖然這個故事聽起來像是近十年來中國金屬增材制造行業(yè)的快速崛起的一個縮影，但其核心是一段非常成功的合作伙伴關(guān)系——增材制造設(shè)備廠商與產(chǎn)業(yè)化客戶的深度合作故事。

在這篇文章中，飛而康總經(jīng)理沈于藍(lán)先生及副總經(jīng)理李偉先生接受了華曙高科國際市場經(jīng)理方晨露采訪，講述了飛而康的崛起及“金屬增材制造產(chǎn)業(yè)化超級工廠”的雄心計劃，以及與華曙高科良好合作關(guān)系的誕生與進(jìn)展。

全文約8000字，將分3篇獨(dú)家轉(zhuǎn)載。

本文首發(fā)于Metal AM雜志Vol. 6 No. 4, 2020冬季刊。Metal AM雜志（季度出版）于2015年成立，總部位于英國，是全球金屬增材制造領(lǐng)域的專業(yè)媒體，可以說是全球金屬增材制造技術(shù)的一個風(fēng)向標(biāo)。

△圖1：飛而康總經(jīng)理沈于藍(lán)先生（左圖）及副總經(jīng)理李偉先生（右圖）

作為中國領(lǐng)先的3D打印（激光選區(qū)熔化）航空級零件產(chǎn)品供應(yīng)商，2020年6月，飛而康對外宣布了金屬增材制造超級工廠計劃，這個計劃包含安裝50臺華曙高科金屬增材制造設(shè)備，其中絕大多以大型和超大型設(shè)備為主。截止2020年10月底，超級工廠已成功驗(yàn)收第24臺華曙高科金屬增材制造設(shè)備，在華曙高科技術(shù)團(tuán)隊(duì)的鼎力支持下，飛而康提前完成了2020年裝機(jī)計劃。

△圖2：飛而康的金屬增材制造超級工廠內(nèi)，已安裝運(yùn)行24臺華曙高科金屬增材制造系統(tǒng)（圖片來源：飛而康）

現(xiàn)在讓我們從時間維度上來理解一下這50臺增材制造設(shè)備對于中國增材制造市場的意義。其實(shí)，相比于今天在中國蓬勃發(fā)展的SLM技術(shù)和日益火熱的金屬增材制造市場，在2010年初始，金屬增材制造這一名詞，對中國市場來說都還是非常陌生的一個概念；而高分子增材制造諸如SLS、SLA、MEX、VPP等都已經(jīng)有了一些市場認(rèn)可，并且在快速原型制造和消費(fèi)品市場上有了一定應(yīng)用。作為金屬增材制造中工業(yè)應(yīng)用最廣泛的金屬增材制造粉床技術(shù)在中國還處于一個非常早期的階段，無論是在材料、設(shè)備研發(fā)工藝，還是實(shí)際生產(chǎn)方面，都還是一個非常新鮮的概念。

同時，在2010年初始，民用航空航天行業(yè)和高端醫(yī)療行業(yè)出現(xiàn)日趨緊迫的市場需求，給一些關(guān)鍵部件的生產(chǎn)帶來更多挑戰(zhàn)：比如非常復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、完全定制化的產(chǎn)品設(shè)計，以及更快速的“設(shè)計-生產(chǎn)”迭代，都在挑戰(zhàn)著原本已經(jīng)成熟的傳統(tǒng)金屬鑄造和鍛造工藝。

雖然當(dāng)時金屬增材制造在中國市場還是個非常新興的技術(shù)，但飛而康總經(jīng)理沈于藍(lán)卻意識到其對于航空、醫(yī)療等高附加值行業(yè)是一個理想的應(yīng)用市場。

創(chuàng)立之始：初探金屬增材制造
沈于藍(lán)總經(jīng)理在材料研發(fā)、汽車制造行業(yè)有豐富的經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)到的認(rèn)知，他認(rèn)為，汽車和合金材料行業(yè)發(fā)展多年，已形成非常成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，且利潤空間已越來越小。作為銀邦金屬復(fù)合材料股份有限公司的核心股東，他始終不斷探索最新的先進(jìn)制造技術(shù)，以及可以產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的市場，他相信，這二者的結(jié)合可以影響未來制造市場的發(fā)展。當(dāng)他敏銳地觀察到金屬增材制造粉床技術(shù)在歐洲、美國市場廣泛成熟的應(yīng)用后，他決定把這個先進(jìn)的技術(shù)引入中國市場。

懷著這種信心，2012年8月，沈于藍(lán)在無錫成立了飛而康快速制造科技有限責(zé)任公司。飛而康坐落在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最活躍、開放程度最高、創(chuàng)新能力最強(qiáng)的區(qū)域之一——長江三角洲經(jīng)貿(mào)區(qū)，區(qū)域內(nèi)聚集了眾多一流科技人才資源，所以飛而康能在很短時間內(nèi)，迅速組織了一支實(shí)力雄厚的科研團(tuán)隊(duì)。飛而康科研團(tuán)隊(duì)成員在冶金材料生產(chǎn)、增材制造等方面都有著豐富經(jīng)驗(yàn)。同時，飛而康也具備清晰的發(fā)展愿景，即以工業(yè)產(chǎn)業(yè)化為背景，對金屬增材制造粉床技術(shù)這一核心技術(shù)進(jìn)行鉆研，為航空航天、醫(yī)療等核心客戶提供最創(chuàng)新、最完備的解決方案。

眾所周知，航空、醫(yī)療行業(yè)對金屬制造部件具有非常嚴(yán)苛的性能要求。為了達(dá)到這種高規(guī)格生產(chǎn)要求，同時也滿足船舶制造、化學(xué)生產(chǎn)、汽車制造等行業(yè)客戶需求，飛而康在成立之初便建立了一個非常完備且閉環(huán)的技術(shù)路線圖，并以此為基礎(chǔ)成立了三個核心部門：即特種金屬粉末事業(yè)部、3D打印解決方案事業(yè)部、特種制造技術(shù)事業(yè)部。這三個部門可以共同為客戶提供金屬粉末研發(fā)和生產(chǎn)、應(yīng)用工藝研發(fā)、部件生產(chǎn)、后處理檢驗(yàn)等整體標(biāo)準(zhǔn)化工藝閉環(huán)線。

飛而康副總經(jīng)理李偉先生談到，飛而康對于金屬增材制造的技術(shù)路線有一個非常清晰的規(guī)劃——為客戶提供包含材料生產(chǎn)、工藝研發(fā)、部件生產(chǎn)、后處理等全套解決方案。而其中涉及的生產(chǎn)硬件，包括材料生產(chǎn)線及金屬增材制造設(shè)備等，他們將選擇有實(shí)力的設(shè)備廠商來合作。飛而康相信，只有通過與合作伙伴強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共同貢獻(xiàn)雙方的科技實(shí)力和專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，才能保證持續(xù)為客戶提供高質(zhì)量的解決方案。

材料為王的增材制造市場
對金屬增材制造技術(shù)過程來說，需要生產(chǎn)出性能出色的部件，第一要素就是要找到高質(zhì)量的材料。2012年前，中國市場很大程度上依賴于進(jìn)口，而一些滿足航空航天，醫(yī)療等行業(yè)的高端金屬材料被加拿大和德國的一些企業(yè)壟斷，其數(shù)量完全不能滿足日益旺盛的市場和大規(guī)模金屬增材制造的生產(chǎn)需求。

在成立之初，飛而康就敏銳意識到，想要滿足民用航空高性能終端功能件的要求，就必須自己研發(fā)生產(chǎn)出符合條件的特殊高端金屬材料，并能夠保證持續(xù)的高產(chǎn)量，和均一穩(wěn)定的品質(zhì)。2012年，飛而康引進(jìn)了先進(jìn)的電子氣霧化粉末生產(chǎn)線（EIGA）進(jìn)行高端鈦合金粉末的研發(fā)和生產(chǎn)。EIGA保證了整個過程都在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，金屬的冶煉過程實(shí)現(xiàn)了在沒有坩堝的情況下進(jìn)行，金屬流由高速惰性流控制，以打破液態(tài)金屬原子之間的鍵合力并實(shí)現(xiàn)霧化。

△圖3：飛而康高端鈦合金電子氣霧化粉末生產(chǎn)線（EIGA）。圖片來源：飛而康

△圖4：飛而康粉末生產(chǎn)線（EIGA）霧化模塊局部。圖片來源：飛而康

通過對材料配方和研發(fā)工藝的不斷改進(jìn)，飛而康研發(fā)生產(chǎn)出的鈦合金粉末材料成功通過中國民用航空局（CAAC）認(rèn)證的航空航天級鈦粉，其具有出色的穩(wěn)定性能、高純度、球面性和可流動性，適合于增材制造、熱等靜壓（HIP）、金屬注塑成型（MIM）和表面涂層等工業(yè)應(yīng)用。

近年來，飛而康與工業(yè)制造、技術(shù)研究等領(lǐng)域的眾多先鋒企業(yè)進(jìn)行了緊密的合作，其高端鈦合金粉末材料在中國和全球范圍內(nèi)都得到了廣泛應(yīng)用和一致認(rèn)可。目前飛而康鈦合金粉末年產(chǎn)量可達(dá)到近90噸，并以超高品質(zhì)脫穎而出，在全球高端材料市場中占有重要的市場份額。

如今，飛而康能為市場提供包括鈦合金、鈷鉻合金、鎳基高溫合金、鋁合金、不銹鋼粉末等24種規(guī)格的金屬粉末材料，并能生產(chǎn)多種不同粒徑粉末以滿足各種應(yīng)用需求。從鈦合金粉末生產(chǎn)，3D打印技術(shù)及熱等靜壓技術(shù)近凈成形加工復(fù)雜部件，到航空材料測試中心實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化檢測，飛而康已成為國內(nèi)知名的金屬3D打印“一條龍”全套解決方案提供商，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

正式進(jìn)軍中國民用航空市場
作為中國金屬增材制造產(chǎn)業(yè)化早期先鋒，飛而康見證了中國民航市場的逐步起飛和金屬增材制造生態(tài)系統(tǒng)日趨完善。2013年，飛而康與中國領(lǐng)先民用航空飛機(jī)制造商中國商飛建立了長期的合作伙伴關(guān)系，并開啟了首個合作項(xiàng)目——研發(fā)并生產(chǎn)安裝于C919的鈦合金金屬部件。商飛C919是中國自主研發(fā)的雙引擎窄體客機(jī)，設(shè)計可承載168名乘客，對于中國民航業(yè)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。這項(xiàng)重要合作也促成了飛而康加速完善了滿足航空航天標(biāo)準(zhǔn)的金屬增材制造工藝，并滿足從材料端到樣件生產(chǎn)端的全套生產(chǎn)過程。

△圖5：飛而康生產(chǎn)的鈦合金金屬增材制造部件安裝在C919大飛機(jī)客艙門上

沈于藍(lán)表示，標(biāo)準(zhǔn)是將一項(xiàng)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)推向真正成功商業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。對于航空行業(yè)來說，其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能確保部件生產(chǎn)質(zhì)量的一致性和可靠性，因此飛而康一直在大規(guī)模進(jìn)行航空航天鈦合金材料的測試，增材制造工藝研發(fā)，部件生產(chǎn)和后處理等方面的深入研究，并根據(jù)中國試航標(biāo)準(zhǔn)建立了質(zhì)量控制數(shù)據(jù)庫。通過這一系列長期工作，2014年，飛而康成功獲得AS9100C和ISO 9001:2008兩個重要航空行業(yè)認(rèn)證，這標(biāo)志著飛而康的研發(fā)實(shí)力在航空航天工業(yè)領(lǐng)域得到了充分認(rèn)可。

經(jīng)過飛而康與中國商飛兩年的密切合作，中國商飛C919項(xiàng)目在2015年宣告成功完成，并且批準(zhǔn)了28個飛而康生產(chǎn)的金屬增材制造部件在C919大飛機(jī)上安裝運(yùn)行。至此，飛而康成為中國第一家為民用航空提供金屬增材制造零件的企業(yè)，并正式成為中國商飛在金屬3D打印領(lǐng)域的認(rèn)可供應(yīng)商，至今已向六架C919大飛機(jī)提供金屬增材制造零件。

沈于藍(lán)說，通過與中國商飛的合作，已經(jīng)充分證明了金屬增材制造技術(shù)具有改變航空航天從原型設(shè)計到制造過程的巨大潛力。以航空發(fā)動機(jī)為例，由于關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，過去通過傳統(tǒng)制造方式生產(chǎn)，每一個組件需要經(jīng)過10多項(xiàng)流程，通常需要花費(fèi)6-24個月的時間，而現(xiàn)在采用金屬增材制造，可以大大簡化生產(chǎn)流程，從而將零件設(shè)計迭代、生產(chǎn)的速度提高3-4倍。所以現(xiàn)在我們能夠在短短3年之內(nèi)就生產(chǎn)出全新的發(fā)動機(jī)原型，而過去傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的生產(chǎn)周期則需要達(dá)到10-15年之久。（未完待續(xù)）