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(xí)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(yù)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(dǎo)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(fù)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(fù)雜結(jié)構(gòu)的特點，且鑄件尺寸精度和重量控制十分嚴(yán)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(fù)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(fù)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(biāo)遠遠超過國家標(biāo)準(zhǔn)，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(fù)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(fù)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(yù)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(yù)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。