用全球最受關(guān)注的新興技術(shù)之一的3D打印，將新型結(jié)構(gòu)材料鈦合金一次打印成型，并且能打印出國內(nèi)最大的鈦合金結(jié)構(gòu)件，這個高科技企業(yè)就是航天海鷹(哈爾濱)鈦業(yè)有限公司(簡稱海鷹哈鈦)。“習近平總書記在黑龍江考察調(diào)研時提出要培育壯大‘新字號’，要發(fā)展新產(chǎn)業(yè)新產(chǎn)品，培育增長新動力。我們就是這樣的‘新字號’企業(yè)，目前正加快產(chǎn)業(yè)化步伐。”海鷹哈鈦黨委書記肖波如是說。

其實，用3D打印技術(shù)制造鈦合金結(jié)構(gòu)件，只是海鷹哈鈦的產(chǎn)品之一。該公司隸屬于中國航天科工集團第三研究院，憑借航天三院鈦合金精密鑄造、鈦合金精密塑性成型、鈦合金粉末成形、鈦合金增材制造、鈦合金機械加工五大領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，2013年在哈爾濱科技創(chuàng)新城建立哈爾濱航天高技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園鈦產(chǎn)業(yè)園，走上了產(chǎn)業(yè)化之路。2015年下半年，該公司邊建設(shè)邊生產(chǎn)，目前主要生產(chǎn)鈦合金產(chǎn)品幾十種，其中獨家生產(chǎn)的大型鈦合金部件十幾種，預計今年主營業(yè)務(wù)收入將達14000萬元。

加速產(chǎn)業(yè)化進程

日前，記者來到哈爾濱航天高技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園鈦產(chǎn)業(yè)園。在鈦合金精密鑄造中心生產(chǎn)現(xiàn)場，一名工作人員往操作系統(tǒng)中輸入鈦合金模具加工程序，一個黃色的龐然大物接收到指令后扭動著身軀，用修長的手臂從自動轉(zhuǎn)載站中拿起一個組好的蠟?zāi)?，一番操作后，將形成鈦合金模具，可以制作指定形狀的鈦合金產(chǎn)品。“整個車間現(xiàn)代化程度是國內(nèi)一流的，僅需2名工作人員，可代替過去100人的勞動力，既節(jié)省成本還能提高產(chǎn)品質(zhì)量。”海鷹哈鈦鈦合金精密鑄造中心副主任周志兵告訴記者。

“我們公司是對航天航空用鈦合金特種工藝項目進行成果產(chǎn)業(yè)化，在鈦合金新技術(shù)、新工藝的基礎(chǔ)上，形成鑄造、塑性、機加一體化的技術(shù)整合，達到部件交付一體化，利用產(chǎn)品的高技術(shù)、高效率、高可靠性和低成本性提高企業(yè)競爭力。”肖波介紹，2015年該公司就推出了多個產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品，主要產(chǎn)品有盒體、支撐殼體、支架及內(nèi)外殼體等鑄造零部件及3D打印鈦合金框架等，其中制造的大尺寸薄壁高溫鈦合金框架、導流型面體零件為國內(nèi)最大尺寸薄壁鈦合金整體鑄件。

努力將產(chǎn)品做到最優(yōu)

擁有成熟的鑄造和塑性成形技術(shù)及工藝，就可以批量生產(chǎn)高端鈦合金產(chǎn)品嗎？“不是那么簡單的。”海鷹哈鈦經(jīng)營規(guī)劃部的張詩林說，“我們承接的研制任務(wù)不是定型產(chǎn)品，針對每個產(chǎn)品的自身特點，都要分析任務(wù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性及功能特性，再確定最后的工藝流程。”張詩林說，2014年建設(shè)期間，公司接到一項重點任務(wù)，制造大型復雜薄壁鈦合金鑄件，因為該鑄件自身具有較大面積的異形薄壁腹板和變截面壁板等復雜結(jié)構(gòu)的特點，且鑄件尺寸精度和重量控制十分嚴格，故其鑄造工藝在鑄件完整成形和尺寸精確控制等方面難度巨大，為此該公司成立了專項研發(fā)團隊。團隊經(jīng)過多次工藝優(yōu)化調(diào)整，最終通過采用特種熔煉澆鑄工藝，實現(xiàn)了大型復雜薄壁鈦合金鑄件一次澆鑄成功。“目前我們的最大薄壁鑄件成型技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，沒人比我們做得大！”張詩林引以為傲地說。

在產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，記者看到，這里引進了全國最大的電子束熔融快速成型系統(tǒng)，全國最大熱等靜壓機等多個“全國最大”設(shè)備。其中，全國最大的電子束熔融快速成型系統(tǒng)的明顯優(yōu)勢就是能夠在產(chǎn)品的每一層加工過程中對零件進行循環(huán)熱處理，釋放零件的熱應(yīng)力從而保證產(chǎn)品的形狀穩(wěn)定。以復雜薄壁的產(chǎn)品制造為例，傳統(tǒng)加工方式只能靠單一的機械加工制造該種產(chǎn)品，存在著加工時間長、材料消耗大等局限性。而該公司以電子束熔融快速成型系統(tǒng)制造的3D打印毛坯件，再對毛坯件進行少量的機械加工，成功地制造出了產(chǎn)品，制造周期由半年縮短為3個月，更為重要的是產(chǎn)品強度和塑性指標遠遠超過國家標準，在產(chǎn)品試驗時做到了一次研制成功。

向高端鈦合金產(chǎn)品研發(fā)制造基地邁進

“對于鑄造來講，工序復雜、加工難度較大，所以用3D打印技術(shù)實現(xiàn)一次成型是首選。我們的鈦合金電子束3D打印的一體化和復雜框架部件，目前已投入應(yīng)用，是航天航空領(lǐng)域3D打印鈦合金零部件應(yīng)用的突破。”肖波說，由于鈦金屬具有強度高、耐腐性強、生物兼容性好等特點，所以現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于航空航天設(shè)備制造、環(huán)保、化工、海洋工程、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。在3D打印方面，該公司掌握了球形微細粉末制造和3D高精度打印成形等核心技術(shù)，并預期為航空航天應(yīng)用研制并提供定制化產(chǎn)品。

航天航空需要推動輕量化進程，高端鈦合金產(chǎn)品以其自身優(yōu)越性備受青睞。在做好航天航空產(chǎn)品的同時，海鷹哈鈦積極拓展民品，據(jù)悉，該公司明年將涉足海洋工程，通過熱壓成型技術(shù)為中海油制造微通道換熱器；生物醫(yī)療方面，通過醫(yī)用造影測量患者需要替代的骨骼組織數(shù)據(jù)或牙齒數(shù)據(jù)后，以鈦合金為原料，用3D打印技術(shù)“印”出所需關(guān)節(jié)和牙齒；在體育器材等領(lǐng)域也將有更大突破。

據(jù)了解，海鷹哈鈦項目二期將在擴大原有生產(chǎn)線和研發(fā)中心的同時，建設(shè)高品質(zhì)特種鈦錠制造中心、高品質(zhì)鈦合金管型材制造中心、鈦合金制造技術(shù)重點實驗室，成為東北最大的鈦合金產(chǎn)業(yè)園，預計2017年建成。海鷹哈鈦將通過持續(xù)研發(fā)工作，將公司由傳統(tǒng)零部件制造企業(yè)向提供成套裝備制造和整體技術(shù)解決服務(wù)的高技術(shù)企業(yè)發(fā)展，打造成為國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進的、業(yè)內(nèi)知名的高端鈦合金產(chǎn)品研發(fā)制造基地。