投入10多億元主攻鑄造3D打印，從受制于人到世界領(lǐng)跑

南極熊導(dǎo)讀：國內(nèi)有這么一家公司，大手筆投入了10多億元主攻鑄造3D打印。

“我國傳統(tǒng)鑄造行業(yè)以手工勞動為主，通俗地形容就是‘傻大黑粗’。我在維修車間待了9年，心里一直有個夢想——我們的工作環(huán)境能得到改善?！薄獎⑤W，36歲的他是寧夏共享集團股份有限公司（以下簡稱共享集團）產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心副總經(jīng)理、智能制造研究院院長。

讓鑄造工人穿著白大褂在空調(diào)環(huán)境下體面地工作，這是所有共享人自上世紀(jì)90年代以來就掛念著的事。集團聚焦行業(yè)轉(zhuǎn)型升級痛點，投入10多億元主攻鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)及智能工廠建設(shè)，實現(xiàn)國內(nèi)首創(chuàng)后，綜合集成技術(shù)領(lǐng)跑世界。

前幾天，《大國重器》第二季在央視熱播,共享集團的鑄造用砂芯3D打印機也在其中亮相。這部紀(jì)錄片展望了我國裝備制造業(yè)的發(fā)展前景，而共享人的“鑄造夢”，也在繼續(xù)。

改變產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
靶向鑄造3D打印

走進(jìn)共享集團，位于南側(cè)的建筑便是快速成形工程技術(shù)研究中心。

14臺5米多高的鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化機型整齊擺放，除了機器運轉(zhuǎn)聲，再無其他轟鳴；除了幾位工作人員在操作板前監(jiān)測，一兩臺機器人來回穿梭運送貨物，再無其他身影。

整個車間無吊車、無模型、無重體力、無溫差、無廢砂及粉塵排放，完全顛覆常識。

“以前的鑄造車間可不是這樣的?！眲⑤W說。

鑄造是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國鑄造產(chǎn)量連續(xù)16年穩(wěn)居世界第一，是名副其實的鑄造大國。然而，傳統(tǒng)的鑄造設(shè)備以混砂機為主，勞動強度大，效率低。最讓人糟心的是工作環(huán)境惡劣，工人經(jīng)常白臉進(jìn)去，黑臉出來，時間久了，一線技術(shù)人員流失嚴(yán)重。

搞了30多年鑄造的公司董事長彭凡，一直在尋思怎樣讓這個行業(yè)翻身。2012年，當(dāng)他在德國看到鑄造3D打印實驗室設(shè)備的時候，他意識到，如果把這項技術(shù)用好了，將是一件顛覆行業(yè)的事。

什么是3D打印？“其實就是分層疊加技術(shù)，是一個從三維降到二維、再升到三維的過程?！眲⑤W說，這項技術(shù)首先利用切片軟件將實體沿高度方向切成薄層，這個步驟可近似看成，一個平面一層一層進(jìn)行打印，再疊加起來形成立體。3D打印技術(shù)在鑄造領(lǐng)域有一個分支，名叫3DP，目前在業(yè)內(nèi)生產(chǎn)效率最高，成本相對較低，最易于產(chǎn)業(yè)化推廣。

共享人決定主攻這個方向，“以前做一個鑄件，必須先做出一模一樣的模型，做完得兩個月。”劉軼說，而鑄造3D打印沒有模型，直接將陰膜打印出來，再澆上鐵水或鋼水即可。鑄件也不需要人工組配，一周左右就能做出成品。

全力攻堅克難
打破國外技術(shù)壟斷

鎖定鑄造3D打印技術(shù)后，彭凡立即投資近億元購買了一臺德國產(chǎn)的打印機，組織一支50人的團隊從“點”上突破，樣機實驗工作正式開始。

沒想到的是，問題很快來了，“所有材料和零配件都要進(jìn)口，設(shè)備出故障了也必須老外來修，用不起啊?！迸矸哺袊@。

一天，機器在打印過程中突發(fā)故障，工作箱無法打開，直接“罷工”。與德國供應(yīng)商取得聯(lián)系后，對方提出要求：收費從工程師上飛機的那一刻開始計算，每小時165歐元。

一星期后，工程師終于抵達(dá)銀川，但沒等舊問題得到解決，新問題又出現(xiàn)了。共享集團反饋這一情況時，對方竟然搖頭，理由是他只負(fù)責(zé)解決先前的故障，新故障必須重走程序。

德方工程師離開了，留的是一臺無法運轉(zhuǎn)的機器，以及郁憤難平的共享人。

這種情形之后屢次上演，于是在2013年，彭凡決定專門解決受制于人的技術(shù)問題。劉軼就是此時被委以重任，主抓材料、工藝、軟硬件等全面研發(fā)工作。

歷經(jīng)兩年多探索與研究，當(dāng)樣機噴出墨的剎那，大伙興奮地跳了起來——他們造出了國內(nèi)第一臺也是世界上效率最高的鑄造3D打印樣機，德方技術(shù)存在的諸多問題均被改進(jìn)。

以發(fā)動機氣缸蓋鑄件為例。原先用金屬模具得做近20個砂型零件，需要一個高技能工精密組裝出來，是一個高級技工培訓(xùn)半年才能干的工作。而采用3D打印技術(shù)一次就能打印完成，誤差也從原來的1毫米降到了0.3毫米，生產(chǎn)效率提高約3—5倍，成品率提高了20%—30%。

鑄件生產(chǎn)由復(fù)雜變得簡單，傳統(tǒng)的鑄造生產(chǎn)方式則由“黑色”變?yōu)椤熬G色”。隨著生產(chǎn)實現(xiàn)零排放，以前的翻砂車間搖身一變成了空調(diào)工廠，徹底顛覆以手工為主的多品種小批量砂型鑄造生產(chǎn)方式。


引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展
助推建設(shè)鑄造強國

“我的目標(biāo)是產(chǎn)業(yè)化升級，用‘三部曲’形容是不夠的，目前來看是‘五部曲’?！迸矸残α似饋?。

繼關(guān)鍵軟硬件技術(shù)實現(xiàn)“點”上突破之后，他們決定在“線”上集成，實踐智能生產(chǎn)單元應(yīng)用。共享集團根據(jù)鑄造工藝流程，創(chuàng)新性地提出了鑄造智能單元的模塊化、工序化智能制造解決方案，已經(jīng)建設(shè)和改造10條以上智能生產(chǎn)單元。

共享人拼了。劉軼帶領(lǐng)團隊陸續(xù)攻克鑄造3D打印材料、工藝、軟件、設(shè)備等難題，他們在四川投入9臺設(shè)備組建起一條生產(chǎn)線，這是世界上第一條鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用生產(chǎn)線；又在寧夏銀川建成并投產(chǎn)世界首個萬噸級鑄造3D打印智能工廠，真正實現(xiàn)了鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的國內(nèi)首創(chuàng)和鑄造行業(yè)“綠色智能”轉(zhuǎn)型。

2016年2月，總理來寧夏視察，贊揚共享集團從“傻大黑粗”變成了“窈窕淑女”，是新舊動能轉(zhuǎn)換的生動體現(xiàn)。

劉軼的夢想實現(xiàn)了，但共享人的夢想遠(yuǎn)不止于此。

“通過這種集成創(chuàng)新，我要把鑄造3D打印技術(shù)的優(yōu)勢展示出來并推向市場，還要讓產(chǎn)業(yè)能用得起。它不應(yīng)該只是架子上的花瓶?！迸矸舱f，接下來他們要幫別人設(shè)計并建造智能工廠，2018年設(shè)計、建設(shè)的數(shù)字化示范工廠累計達(dá)10個，目前已建成3座。

如今的共享集團已是國家首批46家智能制造試點示范企業(yè)，承擔(dān)著“大尺寸高效鑄造砂型增材制造設(shè)備”等國家重點研發(fā)計劃重點專項，也是國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)化總體組13家企業(yè)成員單位之一。

未來5年，它將以每年20%左右的增長速度力爭實現(xiàn)由推進(jìn)企業(yè)發(fā)展向引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)變?！跋Ｍ?030年前后，通過共建共享全新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，支持我國鑄造業(yè)加速步入國際先進(jìn)行列。”彭凡說。

這是共享人最大的夢想，它的名字叫“鑄造強國”。

來源：科技日報

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