3D打印修復(fù)戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁業(yè)務(wù)爆發(fā)翻4倍,，超卓航科擬科創(chuàng)板IPO

南極熊導(dǎo)讀：將金屬3D打印技術(shù)用于零部件修復(fù)、再制造等一直是一個(gè)備受關(guān)注的方向，但是這個(gè)領(lǐng)域的市場有多大，目前哪家公司做的比較大，一直沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)道,。近日，湖北超卓航空科技股份有限公司(以下簡稱超卓航科)轉(zhuǎn)戰(zhàn)A股,，于2021年5月披露科創(chuàng)板IPO申報(bào)文件,，其中介紹了他們在定制化增材制造中的機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務(wù)上所取得的成績，文件表示：由于2020年度戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁修復(fù)數(shù)量增加,，因此收入較2019年快速增長,，2018年-2020年，超卓航科的定制化增材制造業(yè)務(wù)分別實(shí)現(xiàn)收入1248.67萬元,、1702.09萬元,、6860.33萬元，占主營業(yè)務(wù)收入比重分別為30.68%,、33.66%,、61.63%。

從新三板摘牌近三年后,，湖北超卓航空科技股份有限公司(以下簡稱超卓航科)轉(zhuǎn)戰(zhàn)A股,，于2021年5月披露科創(chuàng)板IPO申報(bào)文件。在2018年8月摘牌新三板后,，超卓航科主營業(yè)務(wù)分類發(fā)生了變化,，在機(jī)載設(shè)備維修外，增加了定制化增材制造業(yè)務(wù),。2020年,，定制化增材制造業(yè)務(wù)突然爆發(fā)，成為超卓航科第一大主營業(yè)務(wù),，使其達(dá)到了科創(chuàng)板上市對營業(yè)收入的要求,。

2020年定制3D打印業(yè)務(wù)爆發(fā)

增材制造即俗稱的3D打印，超卓航科的定制化增材制造業(yè)務(wù)具體包括機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造,、零部件生產(chǎn)制造，涵蓋航空,、靶材等領(lǐng)域,。在新三板掛牌期間的2017年報(bào)內(nèi),，超卓航空并未介紹這一業(yè)務(wù)，只是提示了“涉足金屬再制造領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)”,，相關(guān)工程具備小批量試生產(chǎn)能力,。

2018年-2020年，超卓航科的定制化增材制造業(yè)務(wù)分別實(shí)現(xiàn)收入1248.67萬元,、1702.09萬元,、6860.33萬元，占主營業(yè)務(wù)收入比重分別為30.68%,、33.66%,、61.63%�,？梢钥闯�,，2020年定制化增材制造業(yè)務(wù)突然爆發(fā)，成為第一大主營業(yè)務(wù),，也是公司業(yè)績增長的主要因素,。2018年-2020年，公司分別實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入4111.15萬元,、5123.06萬元,、1.22億元，分別實(shí)現(xiàn)凈利潤683.93萬元,、1071.28萬元,、6420.64萬元。

超卓航科選擇的具體上市標(biāo)準(zhǔn)為：“預(yù)計(jì)市值不低于人民幣10億元,，最近兩年凈利潤均為正且累計(jì)凈利潤不低于人民幣5000萬元,，或者預(yù)計(jì)市值不低于人民幣10億元，最近一年凈利潤為正且營業(yè)收入不低于人民幣1億元”,。2020年正是定制化增材制造業(yè)務(wù)的爆發(fā),，令超卓航科營業(yè)收入突破了1億元的上市指標(biāo)要求。

超卓航科的客戶集中較高,，報(bào)告期內(nèi)前五大客戶銷售占比70%以上,。記者注意到，2018年,、2019年,，定制化增材制造收入主要來自A大修廠、B大修廠,，而在2020年,，除了對A大修廠、B大修廠的銷售金額大幅增加外,，對C大修廠及航百川系也增加了定制化增材制造的銷售,。

招股書(申報(bào)稿)顯示,，定制化增材制造中的機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務(wù)，2020年度戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁修復(fù)數(shù)量增加,，因此收入較2019年快速增長;而在零部件生產(chǎn)制造方面,，2020年先后完成航百川系客戶委托的服務(wù)項(xiàng)目，并向航百川系客戶交付靶材1137根,，實(shí)現(xiàn)1256.66萬元的收入,。

定制化增材制造形成主營業(yè)務(wù)僅僅數(shù)年，那么該業(yè)務(wù)2020年的收入水平是否具有可持續(xù)性?對此超卓航科回復(fù)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪稱,，未來隨著我國軍機(jī)需求規(guī)模的不斷增加,，以及練兵備戰(zhàn)訓(xùn)練強(qiáng)度的增強(qiáng)，各機(jī)型維修保障需求也將進(jìn)一步提升,，公司業(yè)務(wù)規(guī)模將隨之?dāng)U大,，主營業(yè)務(wù)具有持續(xù)性。

不過超卓航科也提示了相關(guān)風(fēng)險(xiǎn),，公司在報(bào)告期內(nèi)實(shí)現(xiàn)了冷噴涂增材制造技術(shù)在電子器件領(lǐng)域的靶材生產(chǎn)加工等領(lǐng)域的應(yīng)用,，但業(yè)務(wù)規(guī)模相對較小。由于公司自設(shè)立以來主要專注于航空維修保障領(lǐng)域,，在電子器件等其他領(lǐng)域的市場積累不足,，存在市場開拓不達(dá)預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)。

超卓航科的主營業(yè)務(wù)

公司是國內(nèi)少數(shù)掌握冷噴涂增材制造技術(shù)并產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用在航空器維修再制造領(lǐng)域的企業(yè)之一,，主要從事定制化增材制造和機(jī)載設(shè)備維修業(yè)務(wù),。自設(shè)立以來，公司專注于航空機(jī)載設(shè)備維修,，主要從事軍用及民用航空器氣動(dòng)附件,、液壓附件、燃油附件和電氣附件的維修業(yè)務(wù),。與此同時(shí),，公司經(jīng)過多年研發(fā)創(chuàng)新，通過產(chǎn)線定制化設(shè)計(jì),、原材料供應(yīng)鏈與原材料質(zhì)量檢測體系的構(gòu)建,、金屬粉末的配制和改性、冷噴涂工藝參數(shù)的研發(fā)以及基體材質(zhì)的適配性研究,，實(shí)現(xiàn)了多種金屬材料的高強(qiáng)度沉積,，建立了公司冷噴涂增材制造技術(shù)體系，并將該技術(shù)成功應(yīng)用于機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造領(lǐng)域,。

冷噴涂增材制造技術(shù)是一種基于高速粒子固態(tài)沉積的涂層制備方法,。噴涂粒子在固態(tài)下碰撞基體，經(jīng)過劇烈的塑性變形而沉積形成涂層。冷噴涂增材制造技術(shù)對基體不形成熱影響,，可作為近凈成形技術(shù)直接噴涂制備塊材和零部件,，在防護(hù)涂層和功能涂層的制備、裝備制造和再制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,。目前冷噴涂增材制造技術(shù)已經(jīng)在美國、歐洲,、澳洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)用于直升機(jī),、戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī),、潛艇等軍事裝備修復(fù)再制造領(lǐng)域,。

冷噴涂增材制造過程示意圖如下：



基于對冷噴涂等增材制造技術(shù)的成熟運(yùn)用，公司不斷開發(fā)和拓展增材制造技術(shù)的應(yīng)用場景和下游市場,，在報(bào)告期內(nèi)研發(fā)出適用于電子器件領(lǐng)域的靶材和適用于航空高溫,、高壓環(huán)境的航空緊固件產(chǎn)品。

公司深耕航空領(lǐng)域十余年,，已獲得了中國民用航空局（CAAC）,、美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）等全球主流適航標(biāo)準(zhǔn)制定主體頒發(fā)的維修許可資質(zhì)，同時(shí)取得了軍品業(yè)務(wù)相關(guān)資質(zhì),，具備民用與軍用航空器維修許可資質(zhì),。

公司系高新技術(shù)企業(yè)，被認(rèn)定為國家企業(yè)技術(shù)中心,。公司利用冷噴涂增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對多型號戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁疲勞裂紋的修復(fù)再制造,，修復(fù)效果通過了由空軍裝備部、實(shí)戰(zhàn)部隊(duì),、我國航空航天高等院校及科研院所以及基地級大修廠的專家組成的技術(shù)評審團(tuán)的狀態(tài)鑒定,，是中國空軍裝備部下屬 A、B 基地級大修廠多型軍機(jī)起落架大梁疲勞裂紋修復(fù)再制造的唯一供應(yīng)商,，為我國軍方單位增加了數(shù)十萬飛行小時(shí)的飛行資源,，創(chuàng)造了顯著的軍事效益和經(jīng)濟(jì)效益，行業(yè)地位突出,。

現(xiàn)階段,，公司主要服務(wù)于軍方及其下屬飛機(jī)大修廠、軍工集團(tuán)下屬單位以及民用航空運(yùn)營企業(yè)等客戶,。未來,，公司將在定制化增材制造和機(jī)載設(shè)備維修業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，加大技術(shù)創(chuàng)新力度,，擴(kuò)展公司業(yè)務(wù)領(lǐng)域,，努力實(shí)現(xiàn)“成為中國增材制造技術(shù)多場景應(yīng)用專家”的愿景。

目前階段，公司提供的主要服務(wù)及產(chǎn)品如下：

（1）定制化增材制造

公司根據(jù)不同客戶需求,，為客戶提供多場景,、多領(lǐng)域的定制化增材制造產(chǎn)品及服務(wù)，具體包括機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造,、零部件生產(chǎn)制造,，涵蓋航空、靶材等領(lǐng)域,，同時(shí)也可為客戶提供相應(yīng)技術(shù)咨詢服務(wù),。

1）機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造
公司機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務(wù)主要利用冷噴涂增材制造技術(shù)在航空器受損結(jié)構(gòu)疲勞裂紋處原位生長出高致密性和原金屬基材力學(xué)性能相適配的合金體或合金涂層，達(dá)到修復(fù)并提升航空器結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和使用壽命的效果,。

①經(jīng)公司修復(fù)后的結(jié)構(gòu)件耐久性,、使用壽命達(dá)到甚至超越原有設(shè)計(jì)水平冷噴涂增材制造技術(shù)以高速氣體作為加速介質(zhì)，將噴涂粉末經(jīng)送粉氣體送入噴槍,，經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的噴嘴加速后,，形成氣、固兩相超音速射流,，噴向基體表面,，射流中金屬粒子在固態(tài)下碰撞基體，動(dòng)能在撞擊瞬間轉(zhuǎn)化為顆粒高速應(yīng)變的內(nèi)能,，產(chǎn)生劇烈塑性變形,，與界面上基體粗糙表面進(jìn)行耦合作用，形成機(jī)械咬合,、物理結(jié)合和冶金結(jié)合,，最終形成沉積涂層。

在冷噴涂增材制造技術(shù)運(yùn)用在機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造領(lǐng)域之前,，機(jī)體結(jié)構(gòu)主要通過焊接,、鉚接加強(qiáng)塊、復(fù)合材料膠接等傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行修復(fù),。冷噴涂增材制造技術(shù)與傳統(tǒng)維修技術(shù)相比,，被修復(fù)的結(jié)構(gòu)件在冷噴涂增材制造過程中全程處于低溫狀態(tài)，無氧化燒損,、無打孔破壞,，避免了焊接高溫等方式對基體材料的熱損傷、鉚接加強(qiáng)塊打孔等方式對基體造成的附加損傷,，比復(fù)合材料膠接等方式具有更強(qiáng)的涂層強(qiáng)度,。冷噴涂增材制造技術(shù)在修復(fù)過程中不產(chǎn)生火花、高溫,，可適應(yīng)多種修復(fù)場景,。冷噴涂增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了航空器結(jié)構(gòu)件功能性,、可靠性的全面提升，針對某些受損件的特定故障模式,，經(jīng)公司冷噴涂增材制造技術(shù)修復(fù)后的結(jié)構(gòu)件耐久性,、使用壽命達(dá)到甚至超越了原結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)水平。

與此同時(shí),，基于戰(zhàn)機(jī)移動(dòng)作戰(zhàn),、原地?fù)屝薜谋Ｕ闲枨螅�以及部分飛機(jī)結(jié)構(gòu)不可拆卸,、無法移動(dòng)到維修企業(yè)車間的特點(diǎn),，公司自主研發(fā)了基于冷噴涂技術(shù)的重型移動(dòng)增材制造平臺，具備長途公路運(yùn)輸,、實(shí)時(shí)展開作業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)了在飛機(jī)場站,、基地等全地形場景對大型軍用飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋修復(fù)再制造,。

②公司機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務(wù)主要為我國多型號戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁疲勞裂紋提供修復(fù)服務(wù)

公司冷噴涂增材制造技術(shù)應(yīng)用于戰(zhàn)機(jī)起落架大梁疲勞裂紋修復(fù)主要有以下優(yōu)勢：

A、原位修復(fù)能力,。起落架大梁系飛機(jī)主結(jié)構(gòu)件,，無法通過切割、拆卸等方式進(jìn)行替換修理,。公司通過冷噴涂增材制造技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了鋁合金涂層的逐層堆疊，在疲勞裂紋處原位生長出合金體,，可在不拆卸主結(jié)構(gòu)件的情況下,，以原位修復(fù)的方式對起落架大梁裂紋完成修復(fù)。

B,、安全無損修復(fù),。起落架大梁主要由熔點(diǎn)較低的鋁合金構(gòu)成，且位于飛機(jī)油箱附近,。冷噴涂增材制造技術(shù)通過低溫固態(tài)沉積方式對起落架大梁疲勞裂紋進(jìn)行修復(fù),，無需進(jìn)行鉆孔、鉚接,，不會對起落架大梁造成熱損傷或二次破壞,，也不存在高溫環(huán)境導(dǎo)致油箱爆炸的隱患，實(shí)現(xiàn)安全無損修復(fù),。

C,、涂層強(qiáng)度提升。起落架大梁作為支撐飛機(jī)起飛和著陸的承力結(jié)構(gòu)件,，在長期承受交變載荷下,，極易出現(xiàn)疲勞裂紋,。公司運(yùn)用冷噴涂增材制造技術(shù)，在裂紋部位原位制造出高致密性和原金屬材料力學(xué)性能相適配的合金體,，分擔(dān)裂紋部位載荷,、消除疲勞裂紋尖端張開應(yīng)力，阻斷裂紋擴(kuò)展,，實(shí)現(xiàn)機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度恢復(fù)和可靠性,、壽命的提升。

報(bào)告期內(nèi),，公司已完成一定規(guī)模的我國多型號戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁疲勞裂紋修復(fù)工作,，為部隊(duì)增加了數(shù)十萬飛行小時(shí)的飛行資源，為我國戰(zhàn)斗機(jī)群的延壽做出了貢獻(xiàn),。經(jīng)中國航空工業(yè)集團(tuán)下屬某戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)研究所試驗(yàn)測試后,，公司修復(fù)的起落架大梁可實(shí)現(xiàn)的起落次數(shù)達(dá)到了原設(shè)計(jì)值的 3 倍。

戰(zhàn)斗機(jī)起落架梁（主要修復(fù)部位）示意圖如下：



2）零部件生產(chǎn)制造

公司基于對冷噴涂,、熱噴涂等表面處理工程技術(shù)的深入理解,，自行設(shè)計(jì)、建造柔性噴涂生產(chǎn)線,，根據(jù)不同產(chǎn)品類型的噴涂需求,，對設(shè)備進(jìn)行改造、升級,，提高設(shè)備兼容性,，通過切換部分噴涂設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多類型產(chǎn)品的生產(chǎn)能力,。除應(yīng)用于機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造領(lǐng)域外,，公司亦將冷噴涂、熱噴涂等增材制造技術(shù)應(yīng)用于航空緊固件和靶材等零部件的生產(chǎn)制造領(lǐng)域,。

①航空緊固件

公司為我國多型戰(zhàn)機(jī)制造耐高溫,、高壓、耐腐蝕的卡箍產(chǎn)品,，應(yīng)用于環(huán)控系統(tǒng),、電氣系統(tǒng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的管路連接。該卡箍產(chǎn)品主要在高濕度,、高壓以及高鹽霧環(huán)境下使用,，較為惡劣的使用環(huán)境對卡箍的耐腐蝕、耐高溫,、耐高壓性能有著較高要求,。

公司運(yùn)用超硬超韌碳化鎢涂層技術(shù)等熱噴涂技術(shù)，以超音速空氣火焰噴涂為媒介,，在卡箍產(chǎn)品表面制備高致密碳化鎢涂層,，以提升卡箍耐腐蝕,、耐高溫、耐磨損等性能,。公司制備的超硬超韌碳化鎢涂層孔隙率小,、結(jié)合強(qiáng)度高，耐磨性能超過電鍍硬鉻涂層,，能夠長時(shí)間保持卡箍的耐腐蝕,、耐磨損等性能。

②靶材

公司針對濺射靶材的性能要求,，利用冷噴涂增材制造技術(shù)的優(yōu)勢,，研發(fā)出了基于冷噴涂成形的靶材制造工藝。該工藝具有加工溫度低,、無元素氧化燒損,、涂層結(jié)構(gòu)致密、涂層內(nèi)應(yīng)力小,、涂層厚度可控等特點(diǎn),，在靶材成分控制、回收靶再生利用等方面具有顯著優(yōu)勢,。

目前，公司已形成冷噴涂鋁靶,、鉻靶及合金靶的批量生產(chǎn)加工能力,。



報(bào)告期內(nèi)，公司的主營業(yè)務(wù)收入來自定制化增材制造,、機(jī)載設(shè)備維修兩類,，

具體情況如下：


航空器及航空器部件維修與再制造行業(yè)概況

航空器及航空器部件維修與再制造包括對飛機(jī)及其技術(shù)裝備進(jìn)行維護(hù)、修理和再制造,，是飛機(jī)使用的前提和必要條件,，是航空業(yè)的重要組成部分。

航空器及航空器部件維修與再制造的主要內(nèi)容如下：



航空器及航空器部件維修與再制造行業(yè)中的市場規(guī)模占比情況如下：



機(jī)體大修及改裝主要是對機(jī)體結(jié)構(gòu)的維修及再制造,。機(jī)體結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)身,、機(jī)翼、尾翼,、起落架等,，上述結(jié)構(gòu)件對于承受飛行載荷、地面載荷,、增壓載荷和操縱載荷具有重要作用,。機(jī)體結(jié)構(gòu)損傷主要為疲勞裂紋。疲勞裂紋是指機(jī)體結(jié)構(gòu)在交變載荷持續(xù)作用下所引起的裂紋及其擴(kuò)展,。針對機(jī)體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋,，維修企業(yè)需查明機(jī)體結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋情況,，對飛機(jī)結(jié)構(gòu)損傷部位進(jìn)行抗疲勞耐久性修復(fù)，以延長飛機(jī)的使用壽命,。

部件附件維修主要是對機(jī)載電子和機(jī)械設(shè)備等部附件的維修,。通常由業(yè)主將拆下的部件送到部件維修單位或車間后，經(jīng)過排故,、換件,、修理和測試等工作后重新成為可用件并取得適航放行證書，需要時(shí)即可裝機(jī)使用,。

增材制造技術(shù)在航空器及航空器部件維修再制造中的應(yīng)用情況

隨著航空等領(lǐng)域的快速發(fā)展,，航空器構(gòu)造也逐步向高性能、復(fù)雜結(jié)構(gòu)方向邁進(jìn),，對配套的機(jī)載設(shè)備,、機(jī)體結(jié)構(gòu)維修再制造技術(shù)提出了更高要求。多年來,，機(jī)體結(jié)構(gòu),、機(jī)載設(shè)備的損傷維修主要通過焊接、鉚接加強(qiáng)塊,、復(fù)合材料膠接等傳統(tǒng)技術(shù)來完成,，由于該類技術(shù)對飛機(jī)復(fù)雜機(jī)體結(jié)構(gòu)的可達(dá)性差，修復(fù)鋁鎂合金等易氧化,、低熔點(diǎn)的材料時(shí),，極易產(chǎn)生焊接裂紋，其較大的熱應(yīng)力也會對基體造成變形和熱損傷,，修復(fù)后的抗疲勞性能,、結(jié)合強(qiáng)度也不能滿足關(guān)鍵主承力結(jié)構(gòu)的載荷要求。因此,，傳統(tǒng)維修技術(shù)無法滿足戰(zhàn)機(jī)核心結(jié)構(gòu)件的維修需求,。

與傳統(tǒng)維修技術(shù)相比，被修復(fù)的結(jié)構(gòu)件在冷噴涂增材制造過程中全程處于低溫狀態(tài),，無氧化燒損,、無打孔破壞，避免了焊接高溫等方式對基體材料的熱損傷,、鉚接加強(qiáng)塊,、打止裂孔等方式對基體造成的附加損傷，比復(fù)合材料膠接等方式具有更強(qiáng)的涂層強(qiáng)度,。冷噴涂增材制造技術(shù)在修復(fù)過程中不產(chǎn)生火花,、高溫，可適應(yīng)多種修復(fù)場景,。

增材制造技術(shù)主要包括冷噴涂成形,、熱噴涂成形,、高能束流（激光束與電子束）增材制造、氣相沉積等技術(shù)路線,。公司主要通過冷噴涂增材制造技術(shù)進(jìn)行航空機(jī)體結(jié)構(gòu)損傷修復(fù),、加工靶材，通過熱噴涂技術(shù)制造航空緊固件,。


（1）冷噴涂增材制造技術(shù)

冷噴涂增材制造技術(shù)以高速氣體作為加速介質(zhì),，將噴涂粉末經(jīng)送粉氣體送入噴槍，經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的噴嘴加速后,，形成氣,、固兩相超音速射流，噴向基體表面,，射流中金屬粒子在固態(tài)下碰撞基體,，動(dòng)能在撞擊瞬間轉(zhuǎn)化為顆粒高速應(yīng)變的內(nèi)能，產(chǎn)生劇烈塑性變形,，與界面上基體粗糙表面進(jìn)行耦合作用,，形成機(jī)械咬合、物理結(jié)合和冶金結(jié)合,，最終形成沉積涂層,。

冷噴涂技術(shù)在航空機(jī)體復(fù)雜結(jié)構(gòu)件中的修復(fù)中具有領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用前景，主要基于以下顯著技術(shù)特點(diǎn)：1）安全無損修復(fù)：冷噴涂增材制造技術(shù)通過低溫固態(tài)沉積方式對起落架大梁疲勞裂紋進(jìn)行修復(fù),，無需進(jìn)行鉆孔,、鉚接，不會對起落架大梁造成熱損傷或二次破壞,，也不存在高溫環(huán)境導(dǎo)致油箱爆炸的隱患，實(shí)現(xiàn)安全無損修復(fù),；2）原位修復(fù)能力：冷噴涂增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鋁合金涂層的逐層堆疊,，在疲勞裂紋處原位生長出合金體，可在不拆卸主結(jié)構(gòu)件的情況下,，以原位修復(fù)的方式對起落架大梁疲勞裂紋完成修復(fù),；3）涂層強(qiáng)度提升：冷噴涂增材制造技術(shù)可在裂紋部位原位制造出高致密性和原金屬材料力學(xué)性能相適配的合金體，分擔(dān)裂紋部位載荷,、消除疲勞裂紋尖端張開應(yīng)力,，阻斷裂紋擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度恢復(fù)和可靠性,、壽命的提升,。

近年來，冷噴涂增材制造技術(shù)在歐美等發(fā)達(dá)國家已得到專業(yè)化運(yùn)用,。美國科珀斯克里斯蒂市陸軍基地使用冷噴涂增材制造技術(shù)修復(fù)了 UH-60“黑鷹”,、AH-64
“阿帕奇”及西科斯基 H-53 等軍用飛機(jī),，使用冷噴涂增材制造技術(shù)對鋁鑄件及檢修面板進(jìn)行維修，延長了美國空軍 F-18 戰(zhàn)斗機(jī)和 B1-B 轟炸機(jī)等飛機(jī)的使用壽
命,；歐洲運(yùn)用冷噴涂工藝進(jìn)行狂風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)的修復(fù),，歐洲航天局也資助愛爾蘭都柏林三一學(xué)院進(jìn)行冷噴涂應(yīng)用于金屬零部件的增材制造研究；澳大利亞 ASC 造船
廠亦計(jì)劃與國防材料研究中心以及聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織合作采用冷噴涂增材制造技術(shù)維修“柯林斯”級潛艇,。


（2）熱噴涂技術(shù)

熱噴涂技術(shù)是使基體或零件表面強(qiáng)化和防護(hù)的一門技術(shù),，它是利用熱源將噴涂材料加熱熔化或軟化，使之在熱源或外加的高速氣流的作用下霧化,，形成熔滴,，并以一定速度噴射到預(yù)處理過的基體表面，形成具有一定結(jié)合強(qiáng)度涂層的工藝方法,。目前,，熱噴涂技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造,、石油化工等領(lǐng)域,，作為可顯著提升零部件表面性能的有效技術(shù)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益,。熱噴涂技術(shù)的需求及應(yīng)用端呈現(xiàn)快速擴(kuò)展態(tài)勢,，為其市場規(guī)模的持續(xù)增長提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

核心技術(shù)具體情況及其先進(jìn)性表征

（1）低壓冷噴涂增材制造技術(shù)公司通過自主研發(fā),，掌握了冷噴涂技術(shù)原理,、關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)思路、冷噴涂應(yīng)用體系,，并通過工程實(shí)踐,，開發(fā)了以低壓冷噴涂增材制造技術(shù)為基礎(chǔ)的航空零部件損傷再制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了冷噴涂增材制造技術(shù)在航空器上的工程化應(yīng)用,。冷噴涂增材制造技術(shù)主要應(yīng)用于失效零部件的腐蝕損傷修復(fù)再制造,，相較于傳統(tǒng)的焊接、電鍍等修復(fù)工藝,，具有噴涂體結(jié)合強(qiáng)度高,、噴涂粒子尺寸可精準(zhǔn)控制、修復(fù)速度快,、對基體的熱影響小等優(yōu)勢,，可全面恢復(fù)零部件的使用性能，延長服役時(shí)間,。

（2）高強(qiáng)鋁合金高壓冷噴涂增材制造技術(shù)2017 年,，針對航空裝備承力結(jié)構(gòu)疲勞裂紋的修復(fù)參數(shù)要求，公司在低壓冷噴涂增材制造技術(shù)基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了高強(qiáng)鋁合金高壓冷噴涂增材制造技術(shù),。高壓冷噴涂通常指噴涂壓力在 2-5MPa 范圍的冷噴涂增材制造技術(shù),，相較于低壓冷噴涂增材制造技術(shù)，高壓冷噴涂增材制造技術(shù)集成了粉末預(yù)處理系統(tǒng)和高壓高純氦氣動(dòng)力源,，突破微米級金屬粒子短距離加速技術(shù)瓶頸,，優(yōu)化高速射流系統(tǒng)空氣動(dòng)力學(xué)特性，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)鋁合金高效,、高致密沉積,，制備的鋁合金涂層可逐層堆疊生長，實(shí)現(xiàn)大尺寸結(jié)構(gòu)的增材制造,，噴涂體材質(zhì)更致密,，涂層強(qiáng)度提升至400MPa 的水平，滿足了航空器機(jī)體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋的修復(fù)要求,，實(shí)現(xiàn)了冷噴涂增材制造技術(shù)從零部件腐蝕損傷再制造向結(jié)構(gòu)件疲勞裂紋修復(fù)再制造的跨越,。

（3）可移動(dòng)增材制造平臺設(shè)計(jì)及制造技術(shù)為滿足戰(zhàn)機(jī)起落架大梁修復(fù)需求，公司自主研發(fā)了基于冷噴涂的移動(dòng)增材制造平臺,，平臺以戰(zhàn)時(shí)移動(dòng)方艙為模板,，集成了高壓動(dòng)力氣源、專用冷噴涂增材制造系統(tǒng),、長行程柱坐標(biāo)進(jìn)給系統(tǒng),、高精度工業(yè)機(jī)器人、局部環(huán)境控制系統(tǒng),、過程監(jiān)控系統(tǒng)及隨機(jī)檢測工具等模塊,，實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)結(jié)構(gòu)件冷噴涂原位維修功能。冷噴涂移動(dòng)增材制造平臺具有以下特點(diǎn)：（1）環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),，大修廠車間,、機(jī)庫、場站甚至野外均能完成維修任務(wù),；（2）機(jī)動(dòng)性高,，平臺以重型卡車作為移動(dòng)單元，具備越野能力,，切換為運(yùn)輸模式時(shí)具有高效的到達(dá)能力，滿足航空裝備應(yīng)急搶修需求,；（3）響應(yīng)速度塊,，平臺到達(dá)現(xiàn)場后，可快速由運(yùn)輸模式切換為作業(yè)模式,，在半小時(shí)內(nèi)可進(jìn)入作業(yè)狀態(tài),；（4）作業(yè)范圍大、精度高,，長行程柱坐標(biāo)進(jìn)給系統(tǒng)由頂升模塊,、旋轉(zhuǎn)模塊和給進(jìn)模塊組成,，配合高精度工業(yè)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)高精度,、長行程數(shù)控增材打印進(jìn)給,，可在 7 米半徑 5 米高度范圍內(nèi)精準(zhǔn)作業(yè)，位置重復(fù)精度可達(dá) 0.5mm,；（5）增材速度快,，作業(yè)模式下，增材制造速度可達(dá)到 100 cm3/h,；（6）實(shí)驗(yàn)室級修復(fù)水平,，通過模塊化設(shè)計(jì)，充分利用維修方艙空間,，通過小型化設(shè)計(jì),，集成高壓動(dòng)力氣源、專用冷噴涂增材制造系統(tǒng),、長行程柱坐標(biāo)進(jìn)給系統(tǒng),、高精度工業(yè)機(jī)器人、局部環(huán)境控制系統(tǒng),、過程控制及監(jiān)視系統(tǒng),、隨機(jī)檢測工具等模塊，具備場站,、機(jī)庫,、基地甚至野外簡易條件下獨(dú)立開展維修作業(yè)的能力，達(dá)到實(shí)驗(yàn)室級修復(fù)水平,；（7）穩(wěn)定性好,，長行程柱坐標(biāo)給進(jìn)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)加入了液壓減震系統(tǒng)，并對結(jié)構(gòu)件剛性與噴涂設(shè)備自重進(jìn)行了匹配,，能夠有效消除噴涂過程中噴槍高頻往復(fù)動(dòng)作時(shí)的設(shè)備振動(dòng),，保證噴涂穩(wěn)定性；（8）噴涂能力強(qiáng),，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件維修部位一般在飛機(jī)內(nèi)部,，原位維修作業(yè)空間復(fù)雜，需在密布管路的狹小油箱附近噴涂,，移動(dòng)增材制造平臺上的噴涂設(shè)備配備了自制短距離噴槍,，對恒壓差高速射流系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化，使其更加靈巧穩(wěn)定,，滿足飛機(jī)機(jī)翼內(nèi)腔復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精度增材補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)需求,，配合自主研發(fā)的短距離粉末加速技術(shù)，可滿足飛機(jī)機(jī)翼內(nèi)腔復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精度增材再制造；（9）無污染作業(yè),，局部環(huán)境控制系統(tǒng)配有自主研發(fā)的粉塵散逸回收技術(shù),，對噴涂過程金屬粉塵散逸進(jìn)行負(fù)壓控制回收，在噴涂作業(yè)時(shí)回收飛機(jī)內(nèi)部和外部散逸粉塵,，避免金屬粉塵對機(jī)載精密電子,、液壓傳動(dòng)設(shè)備等造成污染，從而具備飛機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)損傷原位增材修復(fù)能力,。該設(shè)備的研制投產(chǎn)為航空結(jié)構(gòu)件原位維修及戰(zhàn)時(shí)搶修設(shè)備的技術(shù)革新打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),。

（4）高性能涂層界面污染控制技術(shù)冷噴涂增材制造技術(shù)應(yīng)用于航空機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造時(shí)，增材體與基體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度是保證產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵,。公司針對界面強(qiáng)度需求,，研究基體界面噴砂活化質(zhì)量多參數(shù)表征體系，研發(fā)取得高性能涂層界面污染控制技術(shù),。在噴涂過程中,，通過噴涂過程參數(shù)設(shè)置、原料質(zhì)量控制,、增加表面二次清理等工藝手段,，對噴涂前處理工序進(jìn)行精細(xì)化控制，實(shí)現(xiàn)對基體表面粗糙度,、表面污染夾雜全面控制,。公司成功將增材體與基材的界面結(jié)合強(qiáng)度提升到 100MPa 級別，確保了結(jié)構(gòu)件疲勞損傷修復(fù)的安全裕度,，實(shí)現(xiàn)了我國多型號戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁裂紋的再制造,。

（5）疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù)航空機(jī)體結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)維修主要為半自動(dòng)化或人工手動(dòng)控制，維修人員的經(jīng)驗(yàn),、技術(shù)能力對維修結(jié)果存在較大影響,。公司自主研發(fā)疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù)，根據(jù)疲勞裂紋的裂紋長度,，對每種長度的疲勞裂紋進(jìn)行大量再制造試驗(yàn),、檢測，從而確定每種長度疲勞裂紋的噴涂參數(shù),、噴涂體形狀以及噴涂體厚度等,，并依托計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,、儲存,。航空機(jī)體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋再制造過程中，公司移動(dòng)增材制造平臺依托疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù),，根據(jù)裂紋長度自動(dòng)確定噴涂參數(shù),，進(jìn)行疲勞裂紋再制造。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不同疲勞裂紋的自動(dòng)化修復(fù),，消除了因維修人員的經(jīng)驗(yàn),、技術(shù)能力差異造成的影響，提升了再制造的一致性,、穩(wěn)定性以及精準(zhǔn)度,。疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù)，提升了修理質(zhì)量穩(wěn)定性,，有效消除增材體疲勞源區(qū)缺陷,。此外，公司疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)精確控制,，避免過度噴涂,，進(jìn)一步提升了再制造效率。

（6）超硬超韌碳化鎢涂層技術(shù)為滿足航空零部件對耐磨性,、耐腐蝕性的性能要求,，公司自主研發(fā)了超韌超硬碳化鎢涂層技術(shù)。超韌超硬碳化鎢涂層技術(shù)是基于超音速空氣火焰噴涂技術(shù)（HVAF）制備高致密碳化鎢的涂層工藝,，在耐磨性,、耐腐蝕性方面均顯著超過傳統(tǒng)電鍍硬鉻涂層。相較于超音速氧氣火焰噴涂（HVOF）,，公司使用壓縮空氣代替氧氣做助燃?xì)怏w,，噴槍采用氣冷方式，大幅度降低成本,，噴涂溫度控制在較低范圍,，公司制備的碳化鎢涂層致密度更高，可以在同等耐腐蝕,、耐磨性要求的前提下,，將涂層厚度減小到傳統(tǒng)技術(shù)的 1/10。目前,，公司超硬超韌碳化鎢涂層技術(shù)已成功應(yīng)用于高溫高壓卡箍等產(chǎn)品,。

（7）基于冷噴涂成形的粉末冶金技術(shù)針對傳統(tǒng)熱壓粉末冶金制品存在較多孔隙、內(nèi)氧化,、夾雜等組織性能缺陷,，公司研發(fā)了基于冷噴涂成形的粉末冶金技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了粉末無模具低溫成形,。粉末顆粒通過冷噴涂增材制造技術(shù),，高速逐層塑性物理沉積，減少粉末間孔隙產(chǎn)生概率,，獲得了致密金屬組織,。由于成形溫度低,，粉末在成形全過程不易與空氣中氧化性雜質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，制件內(nèi)氧化及有害物得到有效控制,，具有更好的細(xì)微粒度和更高的材料密度,，制件性能水平顯著優(yōu)于傳統(tǒng)粉末冶金。目前,，基于冷噴涂成形的粉末冶金技術(shù)已應(yīng)用于濺射沉積用旋轉(zhuǎn)靶材生產(chǎn),。

（8）氣動(dòng)渦輪動(dòng)平衡與調(diào)試技術(shù)渦輪冷卻器作為空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，通過葉輪等部件的高速轉(zhuǎn)動(dòng),，將氣體壓入渦輪內(nèi)部,，實(shí)現(xiàn)對引自飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫壓縮空氣降溫，進(jìn)而為客艙,、駕駛艙提供冷卻空氣的功能,。葉輪與渦輪內(nèi)腔的間隙是決定渦輪運(yùn)行效率與壽命長短的重要因素，間隙過大,，壓縮功率不足,，影響降溫效率；間隙過小,，葉輪等部件將與渦輪內(nèi)腔發(fā)生摩擦,、碰撞，造成葉輪損壞,、渦輪卡滯,，減少渦輪使用壽命。渦輪葉輪的平衡調(diào)試是高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件與內(nèi)腔間隙控制的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),。公司通過大量實(shí)驗(yàn),、調(diào)試、驗(yàn)證平衡程序的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo),，優(yōu)化程序,，調(diào)整渦輪內(nèi)腔剛性轉(zhuǎn)子質(zhì)量分配，以實(shí)現(xiàn)對葉輪等高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件的殘余不平衡量的精準(zhǔn)控制,，達(dá)到其與渦輪內(nèi)腔間隙的最佳狀態(tài),，并通過渦輪測試系統(tǒng)驗(yàn)證渦輪各項(xiàng)功能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)渦輪在 40,000~80,000rpm 的高轉(zhuǎn)速條件下長時(shí)間,、高效率運(yùn)轉(zhuǎn),，滿足了產(chǎn)品的延壽要求。

（9）液壓機(jī)載設(shè)備精密裝配技術(shù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓機(jī)載設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，具有精密耦合件多,、附件尺寸小，精密度高等特點(diǎn),。公司經(jīng)過多年摸索積累,，設(shè)計(jì)研發(fā)出一系列專用工裝夾具,，通過對專用工裝夾具的針對性調(diào)試、優(yōu)化,、取得了多項(xiàng)相關(guān)專利,。通過對專用工裝夾具的運(yùn)用，公司實(shí)現(xiàn)了對液壓機(jī)載設(shè)備的尺寸精度,、形位公差、配合間隙等參數(shù)的精準(zhǔn)控制,，進(jìn)而達(dá)到液壓泵,、液壓控制器、活門等附件的精密裝配,。憑借液壓機(jī)載設(shè)備精密裝配技術(shù),，公司液壓機(jī)載設(shè)備維修過程中，避免了因維修人員手工操作不穩(wěn)定,，導(dǎo)致液壓機(jī)載設(shè)備維修一致性不足的缺陷,，提升了裝配精度與穩(wěn)定性，增強(qiáng)了密封組件可靠性,，滿足了液壓附件流量,、壓力壓差、增益,、反饋,、滲漏等各項(xiàng)性能指標(biāo)要求，保障了液壓機(jī)載設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,。

募集資金投資項(xiàng)目的具體情況

2020 年 11 月,，公司與襄陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會簽訂《項(xiàng)目進(jìn)區(qū)協(xié)議》，約定公司擬在襄陽高新區(qū)內(nèi)投資襄陽增材制造產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目,，總投資 5 億元,。公司本次募集資金投資項(xiàng)目屬于該項(xiàng)目的子項(xiàng)目之一，增材制造生產(chǎn)基地項(xiàng)目項(xiàng)目 21,885.19 萬元,，鈦合金粉末的冷噴涂工藝開發(fā)項(xiàng)目 3,068.09 萬元,，高性能靶材研發(fā)中心建設(shè)項(xiàng)目 2,964.49 萬元，合計(jì) 27,917.77 萬元,。


超卓航科招股說明書PDF版本

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