高大的3D打印機(jī)旁邊，技術(shù)人員輸入?yún)?shù)和指令，可移動(dòng)噴頭逐行噴射調(diào)配好的“墨水”，像制作蛋糕時(shí)奶油裱花一樣層層疊加，快速平整，將電腦中的“圖紙”設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)打印成實(shí)物。實(shí)物可以是砂件，也可以是金屬件、陶瓷件、塑料件；可以是零件，也可以是完整的產(chǎn)品，還可以是精美的藝術(shù)品。這就是北京三帝科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“三帝科技”）實(shí)驗(yàn)廠區(qū)的日常。

(資料圖片僅供參考)

成立于2013年的三帝科技，是一家專注于3D打印智能裝備及復(fù)雜金屬件綠色快速制造的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，目前擁有員工近300人。

“我們的愿景是，從3D打印出發(fā)，用科技升級(jí)制造。”北京三帝科技股份有限公司董事長(zhǎng)宗貴升告訴記者。

賦能多個(gè)行業(yè)

3D打印，是一種以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。

當(dāng)前，新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)融合發(fā)展，推動(dòng)制造業(yè)向高端化、智能化、綠色化發(fā)展，3D打印正是這樣的關(guān)鍵技術(shù)。

“現(xiàn)在訂單多得做不過(guò)來(lái)！”欣鑫鑄造公司總經(jīng)理譚大為說(shuō)。

其實(shí)，幾年前的欣鑫鑄造面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也曾感到“壓力山大”，巨大轉(zhuǎn)變來(lái)自于3D打印智能化改造之后。

欣鑫鑄造原本是一家采用傳統(tǒng)砂型鑄造工藝制作銅鋁等有色金屬合金產(chǎn)品的企業(yè)。傳統(tǒng)砂型鑄造需要制造木模或金屬模具，制造模具耗時(shí)長(zhǎng)、成本高，有工藝短板且存在風(fēng)險(xiǎn)。如果企業(yè)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)開(kāi)了模具而拿不到訂單，就會(huì)白白損失一大筆模具費(fèi)。同理，企業(yè)也不愿意做小批量件，因?yàn)槔麧?rùn)太低甚至?xí)潛p。此外，砂型鑄造產(chǎn)品的加工去除量較大、尺寸誤差偏高、鑄造面光潔度較差，對(duì)質(zhì)量要求高的復(fù)雜鑄件不適用，需轉(zhuǎn)而采用壓力鑄造、精密鑄造等其他成本更高的替代工藝。

3D打印無(wú)需模具，直接打印砂型，且做工精細(xì)，能用最少時(shí)間和最低成本完成新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和中小批量產(chǎn)品交付，可以解決上述煩惱。欣鑫鑄造在引入3D打印技術(shù)改造的過(guò)程中，于2021年成為三帝科技控股的子公司，建立起綠色、柔性、高端的快速鑄造能力。

欣鑫鑄造公司曾為某新能源車企試制輕量化車架。如果采用傳統(tǒng)方法制作，生產(chǎn)周期需要40天。采用3DP砂型打印快速鑄造，6天就交付鋁合金成品鑄件，成本減少約30%。

“有了3D打印技術(shù)加持，如今各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品我們都能生產(chǎn)，產(chǎn)值和毛利潤(rùn)雙雙翻番，鑄造產(chǎn)品銷往全國(guó)各地。”譚大為說(shuō)，一些知名企業(yè)現(xiàn)在都成了他們的客戶。

“快速交付市場(chǎng)是一片藍(lán)海。”宗貴升說(shuō)，由于市場(chǎng)需求個(gè)性化程度高且風(fēng)向變化快，現(xiàn)在常見(jiàn)這樣的訂單：1個(gè)月交付產(chǎn)品給10萬(wàn)元，2個(gè)月交付產(chǎn)品給8萬(wàn)元，3個(gè)月交付產(chǎn)品可能就不要了。

這樣的市場(chǎng)趨勢(shì)正是3D打印大發(fā)展的契機(jī)。“3D打印技術(shù)可以幫助用戶提升小批量試制件交付速度和質(zhì)量，讓中小企業(yè)也能承接大量訂單。”宗貴升說(shuō)，現(xiàn)在已有幾百家企業(yè)從三帝科技購(gòu)買設(shè)備、耗材和成品件，復(fù)購(gòu)率達(dá)到90%以上。

宗貴升告訴記者，3D打印技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車、軌道交通、船舶泵閥、工程機(jī)械、教育科研、藝術(shù)雕塑、康復(fù)醫(yī)療等不同行業(yè)。

重視實(shí)際應(yīng)用

“技術(shù)創(chuàng)新一定要投入實(shí)際應(yīng)用，要針對(duì)具體問(wèn)題去研發(fā)，不能飄在空中不落地。”宗貴升說(shuō)。3D打印創(chuàng)造了生產(chǎn)各種形狀和尺寸產(chǎn)品的能力，使工程師能夠設(shè)計(jì)出更加復(fù)雜的產(chǎn)品，具有改變生產(chǎn)行業(yè)的巨大潛力。這意味著其技術(shù)落地必須進(jìn)行深入的跨專業(yè)合作，否則就只是實(shí)驗(yàn)室里的科研玩具。

在位于北京市順義區(qū)的實(shí)驗(yàn)廠區(qū)內(nèi)，一臺(tái)臺(tái)不同的3D打印設(shè)備正在工作中。“3D打印的最大特點(diǎn)就是跨專業(yè)合作，應(yīng)用到哪個(gè)行業(yè)，就要深入了解并滿足哪個(gè)行業(yè)的需求。”三帝科技研發(fā)總監(jiān)陳慶文說(shuō)，3D打印絕非“一招鮮，吃遍天”的技術(shù)，其實(shí)際應(yīng)用既要解決3D打印的共性問(wèn)題、擁有核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，也要解決不同行業(yè)的個(gè)性問(wèn)題、依照不同客戶的需求探索最佳打印方案。

在解決行業(yè)共性問(wèn)題方面，三帝科技迎難而上。針對(duì)傳統(tǒng)粉末注射成型行業(yè)開(kāi)模周期長(zhǎng)、成本高、大件脫脂難、可成型零件小、復(fù)雜結(jié)構(gòu)受限等問(wèn)題，三帝科技研發(fā)出“BJ黏結(jié)劑噴射金屬/陶瓷成型”技術(shù)工藝，可以進(jìn)行中小批量復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的無(wú)模制造和快速柔性制造。

同時(shí)，三帝科技致力于滿足用戶個(gè)性需求。例如，用戶買了3DP砂型打印裝備，需用其打印出不同的砂型件，再澆鑄形成金屬鑄件。“鋼、鋁、銅等不同金屬的性能不一樣，對(duì)砂型要求各有不同。”陳慶文說(shuō)，“我們的選題要求都從客戶那里來(lái)，會(huì)不斷研究設(shè)備、材料技術(shù)、工藝方案，以滿足客戶需求。”

提升研發(fā)效率

作為一家高科技企業(yè)，在技術(shù)研發(fā)和儲(chǔ)備方面，三帝科技始終注重超前布局。目前，公司擁有300多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其中發(fā)明專利90項(xiàng)。

在不斷發(fā)展壯大過(guò)程中，三帝科技擁有了持續(xù)研發(fā)提升能力、裝備設(shè)計(jì)制造能力、軟件技術(shù)能力、材料及工藝技術(shù)能力。公司自主研發(fā)了3DP、BJM黏結(jié)劑噴射3D打印2.0技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了3D打印技術(shù)從“點(diǎn)掃描”成型向“線掃描”成型的質(zhì)變，打印速度提升了100倍以上，解決了一直以來(lái)困擾3D打印行業(yè)發(fā)展的“速度慢、成本高”難題；高速振動(dòng)鋪粉專利技術(shù)解決了效率、強(qiáng)度與鑄造性能的關(guān)鍵矛盾，打印速度達(dá)到15秒每層；高性能金屬/陶瓷黏結(jié)劑已形成5個(gè)系列20余種配方，可快速定制配方；多材料梯度金屬3D打印技術(shù)可幫助科學(xué)家打印不同合金比例的漸變材料，實(shí)現(xiàn)新材料快速開(kāi)發(fā)；還儲(chǔ)備有全彩色打印技術(shù)、水下增材修復(fù)技術(shù)、飛秒激光復(fù)合原位加工技術(shù)等。

宗貴升說(shuō)，三帝科技建設(shè)了“三位一體”協(xié)同創(chuàng)新體系，以保持公司的持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新能力。其中，科技研究院開(kāi)展面對(duì)未來(lái)技術(shù)的研發(fā)，博士后科研工作站開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，自主研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展工程創(chuàng)新。

“我們有專項(xiàng)獎(jiǎng)金，采取揭榜掛帥方式，解決問(wèn)題就給重獎(jiǎng)，把研發(fā)績(jī)效與公司效益綁定，增強(qiáng)了研發(fā)團(tuán)隊(duì)凝聚力。”陳慶文介紹。

此外，三帝科技與高校、科研機(jī)構(gòu)等開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，聯(lián)合開(kāi)展“課題申報(bào)+合作研究”“裝備研制+成果轉(zhuǎn)化”等一系列科學(xué)研究與技術(shù)服務(wù)，構(gòu)建高校、研究機(jī)構(gòu)與上下游企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈模式，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、共同發(fā)展。

“公司始終將提高自主研發(fā)能力和新技術(shù)研發(fā)效率作為實(shí)施知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略的重心，從而確保能在未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)中贏得勝利。”宗貴升對(duì)未來(lái)充滿信心。（經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者 佘惠敏）

關(guān)鍵詞：