專訪華曙高科：?jiǎn)我豢蛻粽�配置�?shù)十臺(tái)金屬3D打印機(jī)，批量化生產(chǎn)按下“加速鍵”

在全球科技創(chuàng)新的浪潮中,，3D打印技術(shù)一直以來(lái)都是備受矚目的焦點(diǎn),。隨著技術(shù)發(fā)展的日臻成熟，有許多制造廠商開始探索3D打印在大批量,、大幅面工業(yè)場(chǎng)景中的應(yīng)用,。這其中不乏國(guó)產(chǎn)制造商的身影，例如鉑力特,、華曙高科和易加三維等典型代表。憑借著多年以來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)積累,，湖南華曙高科走在了我國(guó)甚至全球增材制造廠商的前列,，并于2023年上半年在上交所科創(chuàng)板上市。該公司為提供廣泛的工業(yè)級(jí)聚合物（SLS）和金屬激光粉末床融合系統(tǒng)（SLM）產(chǎn)品線,，具有適合許多行業(yè)和市場(chǎng)的各種構(gòu)建尺寸和加工能力,。

在今年備受期待的中國(guó)上海亞洲2023 TCT展會(huì)上，3D打印技術(shù)再次引領(lǐng)潮流,，吸引了來(lái)自世界各地的參觀者和行業(yè)專家,。其中華曙高科憑借其卓越的設(shè)備迭代和技術(shù)創(chuàng)新，一度成為展會(huì)上的熱點(diǎn)。

△左為華曙高科執(zhí)行董事,、副總經(jīng)理 程杰,，中為華曙高科創(chuàng)始人、董事長(zhǎng) 許小曙博士

在本次盛會(huì)上,，南極熊有幸采訪到華曙高科創(chuàng)始人,、董事長(zhǎng)許小曙博士和執(zhí)行董事、副總經(jīng)理程杰,，兩位行業(yè)專家向我們系統(tǒng)地介紹了公司近期以來(lái)取得的設(shè)備創(chuàng)新和技術(shù)突破,，接下來(lái)就讓我們一同揭示這家科創(chuàng)企業(yè)的精彩之處。

激光粉末床熔融（LPBF）系列設(shè)備創(chuàng)新

TCT Asia 2023上,，華曙高科向更廣闊的市場(chǎng)推出了FS1211M和FS811M-U,。有關(guān)華曙高科在本次展會(huì)上所發(fā)布的系列設(shè)備，南極熊此前已經(jīng)有過(guò)系統(tǒng)的介紹：1.6米級(jí)16激光金屬機(jī)已裝機(jī)多臺(tái),，華曙高科發(fā)布五款創(chuàng)新3D打印產(chǎn)品-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

當(dāng)然,，華曙在今年的展會(huì)上設(shè)備端最大的亮點(diǎn)莫過(guò)于宣布推出了 16 激光 FS1521M 系列“超大”金屬 3D 打印機(jī)，這是目前該公司在客戶端列裝的最大型金屬打印設(shè)備,。FS 1521M打印設(shè)備成功裝配了16路500W激光器,，成型缸尺寸達(dá)到了1.5米，用戶可根據(jù)需求靈活選擇不同幅面尺寸成形缸配置,，不同尺寸方缸&圓缸可切換使用,，保證了成形效率。在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng),，華曙對(duì)外展示他們使用FS1521M所成形直徑達(dá)1.5m的大型太陽(yáng)能電池板面板,。

據(jù)華曙高科執(zhí)行董事程杰介紹，F(xiàn)S1521M設(shè)備的關(guān)鍵的核心技術(shù)之一是集成到光路系統(tǒng)中的16激光器,，它能夠保證成形件所有的搭接區(qū)域跟非搭接區(qū)域的成形質(zhì)量一致,。該設(shè)備還配備了專有的風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多次迭代的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)三層氣流風(fēng)場(chǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行,。整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定能夠保證幾百個(gè)小時(shí)（近400個(gè)小時(shí)）連續(xù)不間斷地運(yùn)行,。此外，F(xiàn)S 1521M的一體化設(shè)計(jì),，可在打印完成后即時(shí)更換成形缸和快速清粉,，無(wú)需像傳統(tǒng)機(jī)型一樣經(jīng)歷停機(jī)、清粉和二次換氣步驟,，極大提升了打印效率,。

華曙高科新型 FS350M-4 金屬 3D 打印機(jī)，構(gòu)建尺寸為 433 x 358 x 400 毫米,，標(biāo)配四路 500W激光配置,。據(jù)該公司稱,，F(xiàn)S350M-4 非常適合模具、工具,、汽車和航空航天等一系列行業(yè)的金屬零件的中批量生產(chǎn),。目前粉末材料的材料性能包括鋁、鈦,、馬氏體時(shí)效鋼和特殊等級(jí)的不銹鋼,。

華曙高科表示，得益于最新工藝參數(shù)的開發(fā),，包括可變層厚,、填充和細(xì)節(jié)的自適應(yīng)掃描策略，F(xiàn)S350M-4能夠提高生產(chǎn)率并實(shí)現(xiàn)“卓越”的零件質(zhì)量,。例如,，在鞋模應(yīng)用中，據(jù)該公司稱,，F(xiàn)S350M-4 平臺(tái)能夠在一次構(gòu)建中生產(chǎn)一雙鞋模的所有鞋碼的 95% 以上,。Farsoon 表示，與同類其他金屬激光粉末床融合系統(tǒng)相比,，其構(gòu)建體積率高出 60%,。FS350M-4的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)貫徹了連續(xù)增材制造的理念：在一批零件燒結(jié)完成后轉(zhuǎn)移到后面的冷卻倉(cāng)，成形腔室進(jìn)來(lái)新的料倉(cāng)完成新一批零件的制造,，真正實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng)式制造,。

在大型3D打印生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)商中，惰性氣體消耗占成本的很大一部分,。華曙高科稱,，F(xiàn)S350M-4 配備“高效”惰性氣體系統(tǒng)。該公司表示,，凈化過(guò)程需要 11 分鐘,。打印過(guò)程中，惰性氣體消耗量需要3-5L/min,。

該公司表示,，新系統(tǒng)配備了集成的先進(jìn)三級(jí)過(guò)濾器模塊，具有“強(qiáng)大”的反沖洗功能,，可確保更長(zhǎng)的過(guò)濾器壽命,，有助于降低過(guò)濾器更換成本。華曙高科表示,，其目標(biāo)是在未來(lái)提供永久性的過(guò)濾解決方案，以提高機(jī)器的正常運(yùn)行時(shí)間并簡(jiǎn)化操作,。

FS350M-4 的機(jī)器占地面積為 6平方米,，配有集成過(guò)濾系統(tǒng)。據(jù)華曙高科稱，在增材工廠環(huán)境中,，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高密度布局,，以實(shí)現(xiàn)單位面積的“最大吞吐量”，從而實(shí)現(xiàn)更高效的增材生產(chǎn)布局,。

華曙高科表示,，新系統(tǒng)還包括一個(gè)高效的頂部供粉系統(tǒng)。一旦容器中的電量不足,，配備的傳感器就會(huì)發(fā)出重新填充的消息,。Farsoon 表示，粉末填充裝置可以輕松對(duì)接,，從而能夠快速填充材料,，而不會(huì)干擾構(gòu)建過(guò)程。

少支撐3D打印技術(shù),、PEEK打印工藝創(chuàng)新

除了設(shè)備端的創(chuàng)新,，華曙高科還向我們展示了打印技術(shù)方面的創(chuàng)新。

通過(guò)采用自主研發(fā)軟件,，華曙高科成功開發(fā)了少支撐技術(shù),，將閉式葉輪支撐量減少99.8%，大大降低了打印消耗和后處理時(shí)間,，提升了產(chǎn)品質(zhì)量和效率,。為解決無(wú)支撐成形的難題，華曙高科在上海專門成立了前沿研究院,，通過(guò)軟件專家對(duì)軟件不停的迭代優(yōu)化,，自主開發(fā)出控制建模軟件，進(jìn)而突破無(wú)支撐打印難題,。據(jù)悉,，華曙高科目前的少支撐技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)25°小角度懸垂結(jié)構(gòu)的成形。

PEEK是PAEK系列（聚芳醚酮）的一種,，具有優(yōu)異的耐化學(xué)性,、耐油性和高溫?zé)岱�(wěn)定性，熔點(diǎn)高達(dá)350℃,。3D打印PEEK特別受醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)注,，具備的生物相容性和可消毒性可用于定制植入物的制造，同時(shí)航空航天和汽車領(lǐng)域也是3D打印PEEK很常見的市場(chǎng),，適合更高的耐磨性和耐溫性零部件制造,。然而，國(guó)內(nèi)外對(duì)PEEK材料的SLS制備上都存在一個(gè)循環(huán)利用率低的問題,。為解決這個(gè)問題,，華曙高科經(jīng)過(guò)多次的新舊粉末配比測(cè)試,，自主研發(fā)了PEEK高溫?zé)�結(jié)工藝，成功實(shí)現(xiàn)材料2:8配比,，粉末可循環(huán)燒結(jié),，為用戶節(jié)省80%材料成本，可以達(dá)到PEEK材料的100%循環(huán)利用,。

產(chǎn)業(yè)化：國(guó)內(nèi)海外市場(chǎng)雙發(fā)力,，前沿應(yīng)用驅(qū)動(dòng)變革

目前，華曙高科已為航空航天,、汽車,、醫(yī)療、工業(yè)模具,、消費(fèi)品等多行業(yè)全方位賦能,，與客戶攜手向前，共促技術(shù)成果落地,。

在上市之前,，華曙在走向產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)做了許多布局。例如,，在長(zhǎng)沙湘江新區(qū)斥資近1億購(gòu)買122畝的新總部基地,，預(yù)計(jì)2024年10月入住。辦公面積從兩萬(wàn)多平米擴(kuò)張到16萬(wàn)平米,，用于滿足產(chǎn)能的擴(kuò)大,。在研發(fā)方面，華曙持續(xù)加大投入,。根據(jù)2023年發(fā)布的財(cái)務(wù)報(bào)表,，有15%以上的營(yíng)收投入研發(fā)。華曙700多名員工中,，有400多人都是技術(shù)研發(fā)人員,，研發(fā)的持續(xù)投入會(huì)推動(dòng)公司產(chǎn)品越來(lái)越有競(jìng)爭(zhēng)力。

在國(guó)際化布局上,，華曙表示會(huì)持續(xù)加大對(duì)海外展會(huì)的參與和招聘海外業(yè)務(wù)人員,，以擴(kuò)充海外知名度。海外市場(chǎng)占據(jù)了公司銷售體量的30%-45%,。800多臺(tái)總裝機(jī)量里有300多臺(tái)是在海外,。公司海外團(tuán)隊(duì)的外國(guó)同事已經(jīng)超過(guò)40個(gè)，聚焦銷售技術(shù)支持,，售后服務(wù)和新產(chǎn)品研發(fā)等,。

在業(yè)務(wù)方面，華曙一直聚焦于SLS,、SLM設(shè)備產(chǎn)品,，公司85%的營(yíng)收依賴于鋪粉式SLS/SLM金屬設(shè)備的銷售,，15%為技術(shù)服務(wù)。盡管增材制造產(chǎn)業(yè)鏈的上下游有著巨大的盈利潛力,，但華曙表示未來(lái)仍將在設(shè)備制造端發(fā)力，聚焦主業(yè),，這一點(diǎn)在南極熊看來(lái)是尤為難能可貴的,。

除了航空航天等高端領(lǐng)域外，未來(lái)民用也將成為增材制造的爆發(fā)點(diǎn),。目前某產(chǎn)業(yè)化客戶正配置數(shù)十臺(tái)金屬機(jī),，用于鋁合金零件的批量化生產(chǎn)。在鞋模行業(yè),，也有相關(guān)客戶購(gòu)買了20多臺(tái)打印設(shè)備,。

未來(lái)，華曙將在3C行業(yè)積極布局,。他們表示,，在手機(jī)、手表等3C端一個(gè)零件的應(yīng)用都將帶來(lái)幾百臺(tái)設(shè)備的需求量,，零件產(chǎn)量甚至可達(dá)千萬(wàn)級(jí),。另外，醫(yī)療行業(yè)的骨科植入物等也同樣有著很大的市場(chǎng)空間,。

面對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè)的關(guān)系,，華曙并不認(rèn)為他們是要顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)，而是融入傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈,。事實(shí)上,，傳統(tǒng)制造企業(yè)也都在布局3D打印，同樣會(huì)引入增材制造設(shè)備,。試想一下,，10臺(tái)數(shù)控機(jī)床配一臺(tái)增材制造設(shè)備，這對(duì)于3D打印將是一個(gè)何其龐大的比例和體量,。隨著3D打印零件的性能越來(lái)越多地受到認(rèn)可,，因此增材零件從機(jī)械性能上替代一些鑄造是完全沒問題的，甚至超越傳統(tǒng)制造技術(shù),。因此,，業(yè)內(nèi)對(duì)3D打印零件的認(rèn)可度越高，制造零件的批量越大,，最終打印設(shè)備和材料的成本也將會(huì)大幅下降,，而這對(duì)于大批量生產(chǎn)將是再好不過(guò)的一件事了。

激光3D打印的未來(lái)前景和挑戰(zhàn)

最后,，南極熊向華曙高科的創(chuàng)始人許小曙博士詢求了他對(duì)公司未來(lái)發(fā)展前景和增材制造發(fā)展趨勢(shì)的見解,。

許博士表示：“3D打印的發(fā)展趨勢(shì)是一起一伏的,，如今它又到了向上升的高速增長(zhǎng)階段。它的高速增長(zhǎng)可以歸因兩點(diǎn)：第一點(diǎn)就是金屬3D打印的逐步的成熟,，并且它的價(jià)格在逐步的相對(duì)下降,。相對(duì)價(jià)格的不斷下降使得它的應(yīng)用場(chǎng)景變成了一個(gè)可以實(shí)實(shí)在在作為批量生產(chǎn)制造的工具。這不僅針對(duì)比較重要的航空航天領(lǐng)域,，在其他應(yīng)用里也同樣有著巨大的應(yīng)用潛力,。第二點(diǎn)在于最近幾年內(nèi)業(yè)內(nèi)對(duì)3D打印的認(rèn)識(shí)逐步加深。以前大眾對(duì)3D打印的印象僅是拘泥于做一些研究,。經(jīng)過(guò)十幾年像華曙一樣的友商的不斷教育和推廣,，3D打印不再是一種陌生的技術(shù)。越來(lái)越多的人愿意去嘗試3D打印,，用于解決到一些實(shí)際問題,，甚至很多我們想不到的應(yīng)用已經(jīng)開始出現(xiàn)。例如：高爾夫球,、模具等應(yīng)用,，所有的這些促進(jìn)了3D打印的飛速發(fā)展�,！�

在面向產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品創(chuàng)新方面,，許博士也向我們分享了一些看法。他表示,，現(xiàn)在3D打印主要的應(yīng)用場(chǎng)景已經(jīng)不再是手辦,、小規(guī)模科研,，而是產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),。因此，華曙投入了很大的精力布局產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用設(shè)備,。產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用設(shè)備是需要針對(duì)于上萬(wàn)件的零部件產(chǎn)量量身打造,，它的工藝和軟件也需要配套跟上。產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用對(duì)成本的控制要求提高了一個(gè)數(shù)量級(jí),，因此華曙在設(shè)備的成本效益各方面做了很大的提升,，所推出來(lái)的多激光器設(shè)備也是出于提升打印效益的目的。然而,，多激光器也對(duì)整體打印設(shè)備的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),，風(fēng)場(chǎng)需要更加地穩(wěn)定和有效，相關(guān)的算法同樣也面臨很大的挑戰(zhàn),，這些都是激光3D打印走向產(chǎn)業(yè)化亟需解決的問題,。

厲害厲害