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工作人员向中国工程院多位院士介绍应用电熔增材技术打印出的成品

  央广网佛山3月23日消息(记者 王雪薇)“你们工程化做得好啊,走出了自己的路子!”在调研现场,中国工程院院士王一德对佛山南方增材科技有限公司的研发思路给予了高度评价。
  3月21日,中国工程院多位院士一行专程到广东佛山,调研核能用材增材制造技术的研发及应用情况。据悉,此次调研是为了配合中国工程院的重大咨询项目——“新一代核能用材发展战略研究”。
  近年来,尽管3D打印技术(学名:增材制造)一直热度不减,但真正致力于大型构件领域研发、产业化的却屈指可数。截至目前,佛山南方增材科技有限公司是全球唯一一家将电熔增材技术应用于核能领域的企业。
  目前,核能领域3D打印的研发处于什么阶段?一项新的技术要大规模产业化,还需要突破哪些瓶颈?央广网记者全程参与了本次调研。
最新进展:
  首次实现核电领域3D打印工程应用
  不同于一般民用领域,核电设备由于运转环境苛刻,对机械性能要求极高。然而,采购国外进口设备,周期长、成本高;而如果用国产装备,往往又存在产品报废率过高、工艺不稳定的情况。
  “一个大型锻件要几百吨钢材,做完了一旦检验不合格,几千万元就打了水漂!”南方增材董事总经理朱志宇曾在核电领域深耕20余年,正是看准了核电装备目前面临的种种问题,在几年前联手国内顶尖专家,全力以赴发力核电领域的3D打印技术。
  一项重大技术从无到有、直至产业化,往往历经数载甚至更长时间。就在上个月,喜讯终于传来:采用金属3D打印技术研制出的压缩空气生产系统制冷机端盖,在深圳大亚湾核电站实现工程示范应用。
  这也是我国核电领域3D打印首次实现工程应用,而该设备正是南方增材采用电熔增材技术制造的。更为难得的是,当中涉及的技术全部都是自主知识产权。

  目前,中核集团、中广核集团两大核电央企,都与南方增材签订了增材制造技术研发合作的相关协议。

中国工程院多位院士实地参观车间的卧式打印设备
现存瓶颈:
  标准化仍是最大难题
  从环节上看,电熔增材技术从研发到应用,大致分为原丝研发、工艺编制、装备设计运行三大部分。尽管工程应用有了先例,但要大规模推广,瓶颈依然不容小觑。
  “没有一定的认证是很危险的,尤其用在类似核电这样的重要领域。”中国工程院院士王一德提醒,检测认证必须加大力度,才可能批量生产。
  南方增材董事总经理朱志宇坦言,现在最难的也确实是标准化。据悉,目前3D打印的标准体系建立尚处于“三无”的起步阶段:无生产标准、无质量检测标准、无安全认证。
  尽管2016年国家成立全国增材制造标准化技术委员会,全面启动增材标准建设工作,但现阶段标准集中在激光打印方面,电熔增材制造相关标准建设工作仍停留在企业层面。
  对此,中国工程院院士王海舟建议,可以在国家层面组建一个关于电熔增材制造标准的分委员会。

座谈会现场

产业前景:
  不局限于核能用材
  本次调研中,最令多位院士印象深刻的就是南方增材在研发方向的选择。“真正3D打印形成气候的不多。越热的行业,越要有自己的特色、越要注意管理、越要选准方向。”王一德院士指出。
  据了解,南方增材目前的三大方向,包括以大型构件为主、以核能领域为突破口、依靠自主知识产权。
  在产业化应用方面,除了已经通过大亚湾核电验收的SAP制冷机端盖外,还在推进核电通风系统的风机轴盘等其他零部件的应用。
  此外,朱志宇透露,应用在高寒地区的中石油大口径低温天然气三通管件,也即将进入标准制定、推广的阶段,“只要能推广到工程应用,包括俄罗斯、美国、加拿大等高寒地区也都需要,因为抗耐低温性能是传统制造技术达不到的”。
相关链接:
  什么是电熔增材制造?
  该技术是一种以电弧热、电阻热为复合热源,熔化金属原材料,通过小熔池、微冶金,快速凝固技术,逐层堆积出具有一定形状和尺寸,并附有一定机械性能金属构件的制造方法。
  其技术优势主要体现在数字化、智能制造、材料性能优良、生产周期短、材料利益用率高等方面。相比3D打印领域中常见的激光增材,原材料制备简单、成型尺寸更大,打印效率也更快。
编辑: 王雪薇

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