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3D打印的奥秘:金属粉末如何构筑制造蓝图

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河南日报客户端记者 陈学桦 范坤鹏

3D打印,究竟藏着怎样的科技魔法?

当指令输入的瞬间,透过观察窗可见:金属3D打印铺粉设备内,60微米的金属粉末如晨雾般轻盈铺展,在操作台上织就银白色纱幔。激光钻头化作鎏金画笔,在粉末层间勾勒流动的光轨,每一次闪烁都在为航空结构件镌刻精密密码。

3D打印工作场景

这是6月21日,在洛阳盈创极光精密制造有限公司打印车间呈现的震撼场景。自2019年扎根新安经济技术开发区,这家企业以激光为笔、金属为墨,在航天航空、新能源汽车等领域挥洒创意,立志成为全球金属3D打印的“魔法工坊”。

专注自主创新

领航全产业链

3D打印,又称增材制造,是一种基于离散—堆积原理的数字化制造方式。“就像用金属粉末搭积木,照着三维模型一层一层地累积起来,逐渐构建出我们所需要的形状。”企业总经理周洪强比喻道,空中客车的骨架、商业火箭的引擎,都能从数字蓝图里“长”出来。

成立于2019年的洛阳盈创极光,多年来始终专注于金属3D打印设备制造,以及金属产品3D打印服务两大领域。其产品应用涵盖航天、航空、商业火箭,以及船舶、新能源汽车、体育休闲等多个行业。

周洪强进一步介绍,“相较于传统的切削、磨削等制造手段,3D打印具备更高的设计自由度、更快捷的生产周期、更低的材料损耗,以及对环境更小的影响。”

洛阳盈创极光具备雄厚的技术实力,掌握了国内领先的金属3D打印设备设计、研发及制造技术,拥有国内先进的金属材料研发技术,以及国内顶尖的金属3D打印技术及产品后处理技术,3D打印产业链十分完善。

企业竞争优势何在?

“我们拥有强大的自主研发能力,自行制造与组装打印设备,而且核心零部件也是自主研发的,这极大地降低了成本。在打印服务方面,零部件在自家车间内加工,使得我们的竞争力得到了显著提升。”企业副总经理、增材服务事业部总经理朱学明说。

据介绍,洛阳盈创极光的业务范畴覆盖了从设备生产到工艺研发、全流程定制,以及产品开发与生产的完整产业链服务。“客户只需提供三维模型,我们就能完成从新材料开发、工艺参数设定、软件定制化,到产品开发与生产的全方位服务。这种定制化服务模式不仅显著缩短了产品开发周期,还大大降低了客户的试错成本。”朱学明自豪地说。

“科技副总”赋能

领跑航空航天

在洛阳科技创新版图上,洛阳盈创极光与龙门实验室如两颗璀璨的星辰,因地理相邻、业务交融而形成产学研融合的沃土。随着“科技副总”选派计划的春风拂来,龙门实验室的“90 后”青年才俊赵俊楠,如同一座架起理论与实践的桥梁,以哈尔滨工业大学计算流体力学专业的深厚积淀,在企业的技术攻坚中崭露头角。

走进盈创极光的研发中心,便能感受到赵俊楠团队热火朝天的创新氛围。这位年轻的“科技副总”正带领团队依托龙门实验室的尖端设备,让一行行代码在屏幕上跳跃成精密的算法模型。他通过风场模拟研究,运用CFD仿真软件对成形仓内部的风场进行数字建模。

赵俊楠说,“仿真结果为成形仓入口结构的设计和选择提供了重要依据,节省了实验试错成本,有助于改善风场均匀性,减少增材产品中杂质的含量。”

“产学研合作就像一场智慧的化学反应。”周洪强的话语中满是欣喜,“双方紧密合作,也促进了我们在人才培养、科研项目联合申报等方面的深入交流。先进人才的引进,不仅为我们带来了前沿的科研成果,还可以让其参与到日常管理和战略规划中,推动产学研深度融合,加速科技成果的产业化进程。”

当赵东兵等行业大咖与十年磨一剑的技术团队碰撞思想火花,当“粉仓烘干”“全新刮刀驱动”等发明专利如雨后春笋般涌现,洛阳盈创极光在智能变速铺粉、永久除尘系统等前沿领域已然筑起技术高地。作为我省金属3D打印设备自主研发的“拓荒者”,这家企业不仅填补了区域技术空白,更以国家高新技术企业等多项荣誉,成为河南“专精特新”企业的闪亮名片。

在检验室的灯光下,扫描仪正为刚出炉的航天管材绘制三维“数字画像”,屏幕上的结构细节清晰得仿佛能触摸到金属的纹理。

自2023年起,洛阳盈创极光启动《激光技术及增材制造工艺精密零部件生产装备技术改造项目》,斥资超亿元组建激光技术及增材制造服务中心。这如同为企业装上了创新的“引擎”,预计产能释放后,项目将实现亿元年产值,形成国内领先的激光技术及增材制造工艺精密零部件生产中心。

3D打印突围

勇闯新天地

日前,洛阳市成功入选全国第二批制造业新型技术改造城市试点,其中洛阳盈创极光的金属增材制造产业创新能力建设项目榜上有名。这一喜讯如同为企业发展注入了一支“强心剂”。

放眼国内,北京、西安、广州等城市早已在3D打印领域崭露头角,形成了成熟的产业生态。而作为传统制造业大省的河南,如何占据一席之地?

龙门实验室相关负责人分析,“我省要打造金属3D打印强省,关键在于构建‘院士工作站+高校联盟+核心企业’的创新‘铁三角’,凭借这一强大的‘组合拳’攻克关键技术瓶颈,实现材料、装备、服务的技术自主。同时,我省还要紧紧围绕医疗、汽车等本地优势产业,让规模化的需求成为推动技术持续迭代的‘引擎’,不断驱动产业向前发展。”

该负责人还建议,河南还要构建“政策-载体-金融”的三角支撑体系,助力它们提升渗透率、布局全球化。通过这一系列举措,河南有望实现从“单点突破”向“生态领跑”的华丽转身,让传统制造基地蜕变为智能升级的新生产力高地,在3D打印领域开辟出一片属于自己的新天地。

如今,3D打印技术与增材制造正迎来一个崭新的时代,在全球范围内朝着规模化、智能化、数字化以及可持续发展的方向疾驰。据预测,到2030年,全球市场规模将突破千亿美元,这无疑为我省的3D 印产业发展提供了广阔的舞台。

在这样的大好形势下,周洪强眼中闪烁着自信的光芒,“未来,我们将进一步扩大产能,自主研发更大尺寸的加工设备,建设国内领先的激光增材制造工艺中心,不断完善产业体系,立志成为国内顶尖、国际一流的金属增材制造技术全方位解决方案提供商,为推动我省3D打印产业迈向新高峰,助力区域经济实现从传统制造向智能制造的华丽蜕变。”

(受访单位供图)