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对话十城专精特新@北京——打破国外垄断局面,康硕与高校联合攻坚“国际首创”技术

受访企业:康硕集团

入选第四批国家级专精特新“小巨人”

只要操作一台简单的机器就能将结构复杂的模型“原样”打印出来,这就是时下很火的3D打印技术。小到玩具手办、精密零件,大到航空航天、汽车制造,都可以“被打印”。

3D打印(也称增材制造产业)突破了传统制造技术对零部件材料、形状、尺度、功能等的制约,几乎可制造任意复杂的结构,这也被外界评价为“巧夺天工”的技术。

在业内人士的眼中,3D打印无疑是工业发展的未来。在“中国制造2025”战略规划中,3D打印也被列为关键技术之一,将为中国制造业注入新动能。

《中国制造2025》全文中,“增材制造”共出现6次,贯穿始末。《2021年中国增材制造产业发展调研报告》显示,2021年我国增材制造企业营收约为265亿元,近4年平均增长率30%。

康硕电气集团有限公司(以下简称“康硕集团”)总经理樊一扬对产业发展充满信心,尽管这项技术起步于国外,但中国在市场应用方面有着更广阔的空间。

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技术源于欧美,中国已开始重点布局

如果用一句话概括3D打印技术的发展路线,那就是“上世纪的技术,本世纪的市场。”而最近的三十年,3D打印才开始大放异彩——3D打印汽车、飞机、房屋,甚至可以“打印”出活体组织器官。

2014年4月,英国著名杂志《经济学人》发表专题报告指出,世界正在进行第三次工业革命,而3D打印技术是其中具有代表性的技术。

同年,美国总统奥巴马将“增材制造创新中心”确定为首个制造业创新中心,并在美国《时代》周刊上将3D打印技术列为“美国十大增长最快的工业”。随后增材制造也被美国,英国,日本和中国等主要国家写进国家发展战略中。

聚焦国内,以3D打印为代表的数字化增材制造技术被提升到国家战略层面,2015年增材制造被列入中国制造2025需要加快研发的前沿技术装备行列。2016年国家启动实施了“增材制造和激光制造”的重点研发专项,旨在打造3D打印技术的创新体系,支撑我国高端制造业发展。

可以说,近三十年来,3D打印(增材制造)技术是欧美日等高端工业产品开发、试制、定型的重要支撑技术,也是中国制造业创新、重点行业转型升级的重大共性需求技术。

“3D打印技术是从欧美起步,但在我看来,中国反而具备更庞大的应用市场,在工业领域、制造业市场,应用点太多了。”樊一扬说。

樊一扬告诉红星资本局,目前中国3D打印产业的发展,无论从成型的尺寸、精度,还是材料的多样性,已经不亚于欧美国家。“对于高端3D打印装备运行稳定性及技术持续创新迭代方面,还要继续向国际同行学习,但从应用场景开发来讲,我们是有优势的。”

去年3月,“十四五”规划中明确了发展增材制造在制造业核心竞争力提升与智能制造技术发展方面的重要性,将增材制造作为未来规划发展的重点领域。科技部、工信部等部委在去年一年就出台了10项相关政策。

“目前,增材制造产业(3D打印)已经过了导入期,处于快速成长的新阶段。”工业和信息化部装备工业发展中心政策规划处副处长、中国增材制造产业联盟副秘书长李方正表示。

康硕电气集团有限公司总经理樊一扬

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不纯粹追求“抓眼球”的技术,重点是解决应用市场的问题

康硕集团是中国致力于推动3D打印技术及应用的第一批公司,聚焦工业领域关键零部件产品及相应高端智造装备,特别是应用于高端装备上的核心复杂构件,航空航天航海、能源动力、汽车等领域,都有巨大的需求。

“所谓关键零部件的制造,意味着从制造工艺、工具或材料匹配上,是传统制造手段难以完成的。”樊一扬表示。

樊一扬告诉红星资本局,康硕运用的核心技术主要是两类,一类是采用工业3D打印技术,制作各种材料、尺寸和满足各类应用场景的关键零部件制造模具,用智造技术把传统的模具产业做转型升级。

另一类核心技术是和北京理工大学共同研发推动的国内外首创“低应力制造系统技术”。“工业领域的关键零部件金属材质居多,在金属构件制作的过程中,难免会受残余应力影响,导致构件精度不达标,甚至产生严重变形及开裂。”樊一扬继而解释,可以用低应力制造系统技术,包含残余应力检测与调控技术、低应力增材技术、低应力焊接技术、低应力固化技术、低应力加工技术、残余应力在线监测技术等一系列相关技术,以保证高精度关键零部件的制造品质、效率和成本更优。

在山西晋城高平市,康硕集团设立了“低应力制造系统技术研究院”,可以提供上述相关技术服务、产品、装备和智造产线。

“残余应力是‘工业界的顽疾’,都知道有这个‘病’,但根治不好,此前从业人员很难准确地测量出残余应力绝对值,也不太好匹配消除手段。”樊一扬强调,特别是在高端装备领域,残余应力控制不当可能会造成终端产品的失败。

康硕低应力制造系统技术研究院就致力于研究和推广残余应力检测、削减及均化技术。“这项技术不仅是国内首创,也是国际首创。在这个领域我们会和北京理工大学持续深度合作,希望能一直走在行业前列。”

尽管技术的创新和迭代会很艰辛,但樊一扬认为,对于企业来说,挑战不仅在于技术,更重要的是准确快速“找到市场、找到应用点”。

“我们不能纯粹为了3D打印而打印,不能为了吸引眼球去技术攻关,而是应该通过高新技术找到市场的痛点问题,拓展行业的可能性。如果没有市场、没有人用,那再创新的技术也会凋谢。”

康硕集团还是“国家两机重大专项--3D打印航空发动机及燃气轮机空心叶片陶瓷型芯项目”发起人之一。

以陶瓷型芯举例,传统工艺无法实现复杂内腔及多层结构,“我们自研的陶瓷打印装备成型尺寸大、打印效率高,通过配套的自研材料,基本可以满足航空航天领域要求的常温及高温性能。”樊一扬说。

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事半功倍的技术研发之路:企业与高校的深度绑定

作为一家技术单位,研发能力和水平绝对是重中之重,康硕集团走的是“产学研用深度结合”的道路。

在目标领域研发合作方面,康硕集团与北京理工大学、北京工业大学、上海交通大学、沈阳铸造研究所等科研院校、行业研究院共同承接如高端装备轻合金铸造技术项目、“两机重大专项”空心叶片项目、低应力制造项目等国家级科研项目近十项。

比如上述提到的低应力研究院,承接的是北京理工大学徐春广教授团队的技术成果转化。徐春广教授是中国兵器特聘首席科学家、先进加工技术国防重点学科实验室主任,同时也是低应力制造系统技术的开创者。

“低应力制造技术2000年时就开始推进了, 20多年的时间,技术本身已经相当成熟了,眼下需要的是推动广泛的产业化应用。”樊一扬认为,高校有技术底蕴,企业有市场触角和运营理念,企业与高校的强强联合可以让专精特新企业的技术储备和市场拓展更“事半功倍”。

低应力研究院还有学术委员会,委员均为不同高校相关领域的教授专家。“在他们的牵引下,研发团队一部分是高校的科技人才,另一部分是企业自己的科研团队,混搭成组在不同的研究方向,在既定的研发方向紧密合作。”

目前康硕集团和北理工团队在低应力检测及制造领域储备有近百项国内外专利、22项国家标准、24项行业标准。

“在技术领域,高校有专业的实验室和科技人才,而且是很多年浸润在专业领域里,我们非常愿意和这些高校及专家合作,把好技术和市场需求结合起来,让好技术走出实验室。”

从人才培养的角度看,专精特新企业和高校之间产学研用的合作也为社会提供更多的对口就业机会。据樊一扬介绍,康硕集团深度合作的高校超过10所,包括人才培养,以及技术共同攻关。于学校而言,专精特新企业既是把技术工业化应用的场所,又能为学生提供实训和就业平台。

除了“紧追”高校以外,康硕集团在河南、四川、江西、山西等多地均建立了综合性智造基地。樊一扬解释说,更多是出于市场需求及吸引人才的考虑。“我们落户的城市及周边地区传统工业企业密集,我们可以有更高效的业务合作半径,同时也有利于扩充相关技术、产业团队。”

樊一扬告诉红星资本局,企业最好的市场布局方式是,决定要做什么产业,就选择扎根到最适合的土壤中去。“我们选择这些地方,不仅工业制造业密集,有最适合发展的应用土壤,而且这些区域对于智能制造以及高端装备智造都有着迫切的产业转型升级诉求,也能得到政府相关部门的大力支持。从综合发展的角度来看,人才、产业链上下游结构都很完备。”

红星新闻记者 王田

编辑 余冬梅 王禾

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20221219A02NY500?refer=cp_1026
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