航天科工三院李志勇：應用需求牽引和創(chuàng)新融合發(fā)展

2019年6月28日，激光制造與再制造技術及應用研討會 在北京興基鉑爾曼酒店召開�,，F(xiàn)場專業(yè)人士眾多,，南極熊3D打印網是本次研討會的合作媒體。


下面是現(xiàn)場速記,，或許有些不完美之處,，但總體上干貨信息量很大，值得閱讀,。

航天科工三院的李志勇研究員,，“應用需求牽引和創(chuàng)新融合發(fā)展”

李志勇：各位領導，感謝組委會給我這個機會,，感覺壓力很大,，我演講的是偏應用型，跟前面相關院校機構的大咖不一樣,，所以對我壓力比較大,。今天需要參會的高校和科研機構跟我們合作，解決共同面臨的問題,。
    第一個問題,，發(fā)展歷程是2015年成立的三院增材制造技術研究應用中心。2016年集團內部發(fā)展比較快，2016年成立集團增材制造技術創(chuàng)新中心,，來牽頭整個集團的增材制造的發(fā)展,。
    其實全集團各個法人單位一百多家,，分布在全國的各個地方,，我們這個中心主要是非法人的，在三院機構做,。大量的機構分幾個層次,，第一個層次，作為中心的一個掛靠單位,，下面在湖南航天的一個分中心,，還有南京307中心，還有二院的分中心,，還有一些單位,，這樣一些組織機構協(xié)調發(fā)展，產生了專業(yè)產業(yè)化的形態(tài),。
    目前我們中心其實設備比較雜,，為什么說我們選的是應用牽引融合發(fā)展，主要是偏向于應用這一塊,，開始的時候也看到了,。另外最近幾年，我們鉑力特等公司,，在國內做裝備這一塊領頭的企業(yè),，這也充分體現(xiàn)了航天科工發(fā)展的一個理念。另外核心技術團隊,，我們的裝備主要偏金屬材料行業(yè)的應用,，裝備現(xiàn)在有大概20多臺，還有相關的設備,，另外核心團隊有10人,，研究員3名，博士后1名,，博士2名,，也歡迎相關的科研院校給我們輸入更多的人才。
    設備這一塊不多說,，有一些圖片帶回去,。另外中心的整個方向還是基礎這一塊，主要是熔化成形以及沉積熔化成形的方面,。另外有一些設計大咖給我們提供了裝備,，我們中心也自研了一些，我們也做了一些,，但是現(xiàn)在沒對外去交流,，只是自用,。一方面是從德國進口了一些設備，價格比較昂貴,。第二方面,，剛才提到一些過程，同樣的一個設備,，在不同企業(yè)的應用,，或者不同材料的應用，或者同一種材料在不同裝備的使用中反映很多問題,，這個一致性還是很差,。所以我們要知其所以然，在裝備上不懂的裝備就是這樣的思路,，我們要介入這個裝備,，但是有多深還是跟我們將來的需求有關。所以現(xiàn)在我們中心也推出這樣一款設備,，主要是用于我們的自用,。另外這樣的機器也在做，這一塊我們推向市場,，跟需求相關,。這是第一部分，大概是這樣的情況,。
    第二部分,，這幾年在航天這一塊，三院的情況給大家做一個匯報,。近幾年提出優(yōu)化設計,，也是通過跟傳統(tǒng)工藝結合，在增材制造方面取得一些成果,，包括我們在多族類,、多面孔支架以及一些零件，完成1000多個零件精準制造產品,，不同產品通過實驗室的驗證,，也為航天制造奠定了更廣泛的基礎。
    這里邊分六個方面跟大家匯報一下,。
    第一方面,，前面的老師也介紹，飛機上脫敏優(yōu)化的設計,。我們的件跟飛機比起來還是差的,，個頭差得比較遠，這一塊我們第一部分也是優(yōu)化做了一些工作。支架類,，這是大體上的也不算中等件的檔次,，這是我們做的一些優(yōu)化設計。這邊是多面體,，也是優(yōu)化設計,。還有不同結構、不同狀態(tài)的設計,，這是飛機跟大數(shù)連接,，有一個大的飛機�,，F(xiàn)在設計也起到很多的作用,，也通過一些大的蜂窩結構一體化設計起到了一個作用。
    第二,，從功能上有一些設計,，右邊是雷達。還有它工作的一個方案,。
    剛才說這個方面,，左手這個部分，蜂窩點陣結構,，它現(xiàn)在是兩件,，傳統(tǒng)意義上應該是四件到一件，里面是五件加上外包的結構,，包括再把它焊接成型,，后面再成型。現(xiàn)在通過一次點陣結構做出來,，后面再配合面做一些疊加,，這是從生產成本上包括優(yōu)化的結構上都發(fā)揮了增材制造的作用，這是在今年的個別組提到了小批量生產,。如果今年再把它搭載飛行,，在增材制造這個大的方面，還是有很大的一個階段性的效益,。
    另外,，舵軸也是一個比較關鍵的部件，它原來按照傳統(tǒng)計劃是落實30份來做,，包括焊接�,，F(xiàn)在因為它要保持內部是空心的，要把這個空心的相對尺寸誤差做出來,。通過3D打印,，現(xiàn)在最終零件的性能和尺寸上都起到了很好的作用。
    第三是大尺寸這一塊，前期的工是跟LMD做的一些工作,。我們這一塊后續(xù)逐漸自己做一些探索,，我們后續(xù)在鈦合金甚至鋁合金上，都可以做一些工作,。但是這個遇到的問題比較多,，我們的變形缺陷控制的問題，是我們后續(xù)也要面臨的,。我們相對還可以,，不管怎么費勁，還是要有一些優(yōu)勢,。但是如果做多了,，還要解決很多問題。
    這是兩種,，LMD與SLM組合的東西,，因為它有一個線，上下兩段分開,，這是TA15鈦合金的產品,，對我們研制起到了作用。這也是一種方式,，為了解決這個問題,，當然我們還是盡量少選用這個組合，當然這是從技術上也是優(yōu)點,。
    另外,，我們剛才也提到了修復與再制造的問題，我們在這一塊也做了很好的工作,。圖上說的實驗,，我們有一些修復的案例，其實我們這個用量不大,，但是起到的作用很關鍵,，尤其在周期緊張的時候發(fā)現(xiàn)了一些問題，用這個方法解決了投產,，周期成本各方面效果都起到很大的作用,，這一塊技術點也對我們起到了很好的保障作用，這一塊我們也做了幾次,，當然這幾次都是在同行單位給我們幫助做成的,。另外，后續(xù)在大學這一塊在裝備后勤保障也確實明確了方向,。
    還有就是跟傳統(tǒng)制造工藝融合,，因為在總裝單位,，這一塊打印，原來這一塊也有經濟上的合作,，跟傳統(tǒng)工作相比,，這是做一個介紹。另外案例很多,，其實今年在我們的產品里面,，我們現(xiàn)在在前期模型驗證的時候，這個東西雖然技術不成熟,，但是他們做模型的時候還是發(fā)揮了很重要的作用,。
    另外我們在標準化方面也在積極推動，因為現(xiàn)在標準確實在國內包括國際上認可得很充分,，像傳統(tǒng)工藝應用得很廣,，我們今年也參與了，包括今年也參與了國標的工作,，另外我們也參與了各種國標的制定,，所以希望今后能與各位合作,，共同推進標準這一塊的發(fā)展,。這是第二點。
    第三部分,，想借這個機會跟大家匯報一下,，我們將來推進增材制造技術也好，還是開展產業(yè)化過程也好,，我們的一些想法,。第一部分，從產品的功能,、結構,、設計創(chuàng)新上做文章，我們把這些增材制造的一個先進的優(yōu)點發(fā)揮得更好,，這一塊還是同設計結合,，要加強。剛才王老師他做了增材制造這一塊的工作,，對我們這一塊很需要,，后續(xù)也可以借鑒航空這一塊的做法。因為我們現(xiàn)在靠一線的制造工藝端去推進,，確實難度也比較大,，阻力也比較大，如果從設計上去發(fā)展,，這是會起到很好的捷徑,，也是明確方向,。
    像國外有一些典型的情況，我們也看到了,，這些是從設計這一塊,，通過增材制造應用起到了明顯的作用。這是GE的一些情況,，他把300多件縮小到1件,，這確實是設計很巨大的一個工程。
    另外在材料方面,，功能提督,，從材料智能制造，從用于增材制造,，包括金屬的等等,，這些都是我們需求的一個方向。
    標準化,，剛才提到了做了一些工作,，后續(xù)也是從全過程涉及到處理到檢測，有企業(yè)標準,，企業(yè)標準上升到集團,，再上升到行業(yè)國家標準，我們一起推動,。
    還有工廠特別關心這個連續(xù)生產過程質量穩(wěn)定性這一塊,。包括剛才講到，這兩天使用得比較多一些,，包括我們都在做相關的內容,。粉末廠家也發(fā)現(xiàn)了一批問題，同樣的一批粉,，到不同的單位,，可能不同的單位發(fā)現(xiàn)做出來材料的性能和差距還是很大，甚至在一些新的材料應用上性能更穩(wěn)定,，尤其在軍工的情況下,，這種狀況如果解決不了，在批量或者產業(yè)化推動應用這一塊困難比較大,。所以不管從原材料到制造過程,，到后續(xù)的評價或者缺陷的控制上，都是我們要做的一些將來的需求,。
    另外金屬這一塊成本高,，如果單純替代行業(yè)肯定干不過傳統(tǒng)行業(yè)。現(xiàn)在軍工的型號,，可能要選擇增材制造復雜度如果有點問題,，也可以忍受,，主要是周期上還是做一個巨大的貢獻。這一塊成本效率方面看,，批量化如果做不好,，這一塊也是增材產業(yè)技術上都要面臨的問題，這一塊低成本,、裝備,、原材料、功能控制上都要發(fā)展,。
    另外,，我們也自研，現(xiàn)在有很多的設備,，滑雪設計,、光伏設備等，我們自己也在做了一些設備,。為什么說這個設備,，我們從應用方面來看，因為我們應用這些設備就是做自己的產品,，但是運用的過程中,，發(fā)現(xiàn)我們這些裝備，其實裝備肯定不會瞄準要做什么,，你制定一個東西去做,，或者特定的材料。但是現(xiàn)在往往需求端就是想真正把設備專一化,。它是什么材料的合適，你這個設備要針對這種材料,、這種設備,，它有什么結構和功能上的特點，這樣將來才能更適合批量穩(wěn)定化的制造,，否則裝備如果都是通用化,，現(xiàn)在應用端暴露出來的設備，誰都說自己的設備還不錯,，都說自己的優(yōu)點,，但是真正有起來就發(fā)現(xiàn)很多的問題。所以我們將來在增材裝備金屬這一塊,，不管是怎么做,，我們要結合自己的產品特色。當然,，不是一概而論,，還是有一些方面,，有一些軍工附加值比較高，在某一些產品上,，就需要定制,，甚至是生產線，或者單一裝備,，都是一個方向,，這一塊我們如果有興趣可以跟我們一塊研究探討這個事。
    我們有一個產品,，如果一旦批量化以后,，就每一個部件制造，完全有回報,，完全能夠實現(xiàn)前期的投入,，這也是很好的事情。
    另外我們依托增材制造產品推進相關的工作,，這一塊也是一個問題,。因為我們遇到多面的結構，如果再有一個點陣結構,，或者是長期儲存情況的一個變化,，我們現(xiàn)在也說得不太清楚，行業(yè)如果我們共同制定一些,，有點鉆牛角尖的相關問題的檢測評價標準,，還是有問題。因為現(xiàn)在說在線監(jiān)測也好,，有的粉末沒融合上,，這是一點，我們從照片上,，逐層拍照片反饋也好,，包括我們現(xiàn)在也沒完成，也不能說每個都拍了照片,，后面的件通過X光,，把它呈現(xiàn)出來，這是OK的,。但是設計一個產品,，如果你在某一塊，因為傳統(tǒng)工藝做了多少年的數(shù)據樣本,，還是足夠支撐,。這一塊的檢測我們將來怎么跟實際效率匹配，這是很重要的一個方向,，這一塊也提出一個方面的工作,。
    另外,，剛才也介紹，我們設計方面的事,，設計現(xiàn)在從傳統(tǒng)意義上,，因為增材設計要做很多的工作量，所以它設計有一些也不是特別大的變化,，也不愿意五按照增材制造的理念設計,，這一塊信息化平臺上也是共同面對的，現(xiàn)在也有一些在做,，西門子等公司都在做這件事,。
    另外自動化做得比較多一些，這是單臺設備智能化也是比較高的,，所以它將來在生產線工廠單位,，工廠肯定將來的規(guī)模化,、智能化,、增材制造線也好，還是工廠也好,，這是必須面對發(fā)展的一個方向,，這一塊如果將來我們單元、線能夠具備的情況下,，航天這一塊還是想推進這個方面,。當然，我說定制設備其實就是一條線,，我們現(xiàn)在也想,，現(xiàn)在其實我們3D打印有好多是金屬這一塊從傳統(tǒng)鑄造而來，為什么很成熟,，量也很大,，產業(yè)的規(guī)模也很大，但是如果將來制造技術出來以后,，我們從它的工序上，它少了什么,，從工業(yè)用的環(huán)節(jié)很多,，從模具到材料，到后面的再檢測,，再各種來回反復,，鏈條很長。增材制造就把成型這一塊解決了,，其他的流程也有一些,，材料檢測這一塊也有,，就是把模具少了一個環(huán)節(jié)。將來其實在增材制造智能線以后,，我覺得我們還是考慮一點,，因為現(xiàn)在需要我們資金鏈比較大，我們還是想封閉,，封閉在一個線,，或者某一個工廠去做。從材料看可以省事,。從打印開始,，到后面直接出產品，這一塊是一個封閉期,，對工廠的需求比較大,。因為現(xiàn)在3D打印產品出來以后，這個單位不具備,，就去另一個單位做,。包括切割，包括五所的檢測處理,，這些最后需要檢測,，這些也需要很多的工具。包括現(xiàn)在的企業(yè)也沒有把它全部分散下去做,，所以其實還是耗費了很多的一些資源,，這一塊將來對我們來說也是一個方向。
    最后就是我們在增材制造方面,，我們還是開放,，本身增材制造就是創(chuàng)新，我覺得未來制造不是傳統(tǒng)制造能做什么,，我們從工廠來說,，客戶需要什么樣的產品，我如何給他提供一個最適合,、最便宜,、效率最高的方法，我們還是把技術融合在一塊,，而不是單獨現(xiàn)在搞增材,，他說增材好。原來覺得這個便宜,，將來大基礎,，大數(shù)據融合，制造機制單點研究還是很重要，但是我們融合在一塊要作為一個綜合的制造的基礎來做,，這也不能單純說增材或者減材,，這也要一塊融合一下。
    另外,，我們的設備也給國內的各個廠家都用一些,，我們跟國內的相關單位一起開展合作，這是我們產業(yè)布局的一個規(guī)劃,，這一塊不管是材料還是裝備,，我們都希望跟廣泛的同行業(yè)去合作，這一塊是表個態(tài),。
    最后總結一下,，我們增材制造前幾年快速發(fā)展，這幾年熱乎勁下降了一些,，但是未來還是有一個可期待,，這兩年我們團隊要做一些技術的儲備工作。現(xiàn)在同行見了基本都認識,，包括前兩天鉑力特成功過會,，朋友圈不管是祝賀還是什么，就跟自己家有喜事了一樣,，這一塊希望我們共同做大蛋糕,，需要增材制造把蛋糕做大，后續(xù)我們還會跟大家有很好的合作,，隨時跟大家合作來共同探討怎么推進增材制造的發(fā)展,。我的報告就到這，謝謝大家,。

激光制造與再制造技術及應用研討會 介紹

會議以激光技術,、增材制造及再制造相關光電技術為主題，針對航空航天交通領域高質量復雜產品的全產業(yè)鏈以及全壽命維護等迫切需求,，開展面向增材制造及再制造的設計,、材料、工藝及裝備,、檢測以及標準規(guī)范等相關光電技術應用研討,，提升增材制造及再制造技術的數(shù) 字化、智能化,、高穩(wěn)定能力,，驅動中國制造高質量發(fā)展。

新一輪科技革命和產業(yè)變革與我國加快轉變經濟發(fā)展方式形成歷史性交匯,，為我國實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略提供了難得的重大機遇。制造業(yè)是創(chuàng)新驅動的主戰(zhàn)場,，推動制造業(yè)先進性發(fā)展,，是扭轉制造業(yè)低質低效,、重塑產業(yè)競爭力，實現(xiàn)新舊動能轉換的關鍵所在,。大力發(fā)展先進制造業(yè),，是加快制造強國建設步伐，加速推動經濟發(fā)展由數(shù)量和規(guī)模擴張向質量和效益提升轉變的重要途徑,，以實際行動貫徹落實黨的十九大精神的具體體現(xiàn),。

主辦單位：
中國光學工程學會
北京亦莊國際投資發(fā)展有限公司
承辦單位：
國際激光技術產業(yè)及應用協(xié)同聯(lián)盟
再制造技術國家級重點實驗室
高能束流加工技術國家級重點實驗室
增材制造航空科技重點實驗室
高能束流增量制造工藝及裝備北京市重點實驗室

會議網址https://b2b.csoe.org.cn/meeting/show-48.html