鉑力特金屬3D打印技術(shù)路線和進(jìn)展

南極熊發(fā)現(xiàn),，在鉑力特的2024年財(cái)報(bào)中,，可以看到他們?cè)诮饘?D打印領(lǐng)域取得了設(shè)備,、材料,、工藝,、軟件,、應(yīng)用等方面的全方位發(fā)展,。

金屬增材制造是增材制造技術(shù)最重要的一個(gè)分支,。是以金屬粉末/絲材為原料，以高能束（激光/電子束/電弧/等離子束等）作為能量源,，以計(jì)算機(jī)三維 CAD 數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用離散－堆積的原理,，在軟件與數(shù)控系統(tǒng)的控制下將材料熔化逐層堆積,，來(lái)制造高性能金屬構(gòu)件的新型制造技術(shù)。金屬增材制造主要分為粉末床成形以及同步材料送進(jìn)成形,。粉末床又主要包括選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）,、選擇性激光熔化成形技術(shù)（PBF-LB/M）以及電子束選區(qū)熔化技術(shù)（EBSM）。同步材料送進(jìn)成形包括激光立體成形技術(shù)（DED-LB/M）,、電子束熔絲沉積技術(shù)（EBFF）以及電弧增材制造技術(shù)（WAAM）,。報(bào)告期內(nèi)在行業(yè)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有其它新技術(shù)路線報(bào)道。

鉑力特主要開(kāi)展選擇性激光熔化成形（PBF-LB/M）和激光立體成形（DED-LB/M）技術(shù)以及電弧增材制造技術(shù)（WAAM）相關(guān)粉末材料,、裝備,、工藝技術(shù)、定制化產(chǎn)品,、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及軟件開(kāi)發(fā)等技術(shù)研究,。選擇性激光熔化成形技術(shù)具有精度高、復(fù)雜結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)等特點(diǎn),，在復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)顯著,，因此隨著航空航天領(lǐng)域?qū)Υ蟪叽缇�密�?gòu)件的需求，國(guó)內(nèi)外均在致力于大尺寸多光束激光選區(qū)熔化成形裝備及工藝技術(shù)研究,。目前國(guó)內(nèi)外已有1500mm 的設(shè)備,，但是激光器數(shù)量少、處于樣機(jī)階段、暫時(shí)沒(méi)有經(jīng)過(guò)大量的工程驗(yàn)證,。德國(guó) EOS 公司的3D 打印機(jī)在歐美市場(chǎng)的占有率超過(guò) 40%,，EOSAMCMM4K 的成形尺寸為 450mmx450mmx1000mm，是M-400-4 的升級(jí)版本,。其采用 4 激光系統(tǒng),，單個(gè)激光器功率可達(dá) 1000W，由此實(shí)現(xiàn) 4 激光高效的工業(yè)化成形應(yīng)用,。荷蘭的AdditiveIndustriesMetalFAB-600 成形尺寸為 600mmx600mmx1000mm,，使用10 個(gè)激光器，成形效率達(dá)到 1000cc/h,。德國(guó) SLM Solutions 公司專注于選擇性激光燒結(jié)技術(shù),，這一技術(shù)上有著多項(xiàng)專利。SLMSolutions 發(fā)布信息 3D 打印設(shè)備 SLM-NXGXII600,，該設(shè)備配備了12 臺(tái)1Kw 的激光器和一個(gè) 600mmx600mmx600mm 的成型艙室,。此設(shè)備主要用于大尺寸零件的批量化生產(chǎn)。報(bào)告期內(nèi),，公司針對(duì)超高尺寸零部件一體化制造的數(shù)米級(jí) 24 光設(shè)備 BLT-S825,，BLT-S825 的成形尺寸為850mmx850mmx2500mm（W×D×H），凈成形高度突破 2.5m,，支持 100μm 大層厚打印,，最大成形效率可達(dá) 870cm³/h，成形更高效,，并配置了高品質(zhì)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng),，為空天零部件制造護(hù)航。在2025TCT Asia 展會(huì)上,，鉑力特正式發(fā)布新一代工業(yè)級(jí)金屬 3D 打印設(shè)備 BLT-S1025,，這款設(shè)備不僅延續(xù)了 BLT-S1000 的穩(wěn)定性能，更在成形尺寸,、激光配置,、生產(chǎn)效率等方面實(shí)現(xiàn)了全面突破。設(shè)備的凈成形高度從 BLT-S1000 的 1500mm 提升至 2500mm,，進(jìn)一步拓寬了超大尺寸零件的一體成形能力,。激光器配置升級(jí)為 26 光和 32 光方案，大幅縮短打印周期,，提升成形效率,，滿足航空航天等先進(jìn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求，邁向金屬 3D 打印“大生產(chǎn)時(shí)代”的新臺(tái)階,。因此,，大尺寸、多激光的高效增材制造裝備是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)�,？傮w上國(guó)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)裝備整機(jī)層面國(guó)產(chǎn)化,，與國(guó)外同類型裝備對(duì)比，成形尺寸,、成形效率,、智能化水平等優(yōu)于國(guó)外裝備，整體穩(wěn)定性程度也越來(lái)越好,。裝備專用軟件,、激光器、掃描振鏡等核心器件等已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn),，但需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用驗(yàn)證,、迭代提升。選擇性激光熔化工藝技術(shù)方面,，突破了航空飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)大尺寸、薄壁,、復(fù)雜鈦合金結(jié)構(gòu)件成形變形控制技術(shù),，零件結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求，力學(xué)性能滿足使用要求,，還需進(jìn)行產(chǎn)品考核驗(yàn)證試驗(yàn),，促進(jìn)工程化應(yīng)用；突破航天發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件低成本制造以及批量化制造質(zhì)量控制技術(shù),，產(chǎn)品成本實(shí)現(xiàn)降低,、質(zhì)量提升。

激光立體成形技術(shù)（DED-LB/M）可一體化成形大尺寸零件,，具有制造柔性化程度高,，生產(chǎn)效率高，研制周期短,，制造成本低,，成形的制件質(zhì)量精度、力學(xué)性能優(yōu)等特點(diǎn),，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天,、船舶機(jī)械等行業(yè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的研制、生產(chǎn)以及高性能部件的修復(fù)和大型航空航天零部件的直接制造,。BLT-C 系列設(shè)備是鉑力特開(kāi)發(fā)的針對(duì)激光直接沉積成形/激光熔覆/激光修復(fù)等場(chǎng)景的激光立體成形設(shè)備,，專注于航空航天和科研領(lǐng)域，現(xiàn)已推出 BLT-C400,、BLT-C600,、BLT-C1000、BLT-C2015、BLT-C2520,、BLT-C3000 等不同成形尺寸的近十個(gè)型號(hào)設(shè)備,，設(shè)備最大成形尺寸近4m。其中 BLT-C400,、BLT-C600,、BLT-C1000 適用于航空航天領(lǐng)域中小尺寸零件的快速成形及修復(fù)。在零件修復(fù)方面,，BLT-C 系列設(shè)備開(kāi)發(fā)了輔助修復(fù)功能和自動(dòng)修復(fù)功能,，輔助修復(fù)功能可以大幅縮減修復(fù)區(qū)采點(diǎn)-修復(fù)模型處理-修復(fù)程序處理時(shí)間；自動(dòng)修復(fù)功能則通過(guò)高精度數(shù)據(jù)采集及算法重構(gòu),。報(bào)告期內(nèi),，激光立體成形技術(shù)助力批量葉片精準(zhǔn)修復(fù)。目前,，公司DED-LB/M 設(shè)備滿足各類大尺寸復(fù)雜零部件的高效生產(chǎn)需求,，為航空航天、高�,？蒲械阮I(lǐng)域客戶高性能零部件研制,、生產(chǎn)及修復(fù)提供高質(zhì)量、低成本的金屬增材制造全套解決方案,。

電弧增材制造技術(shù)（WAAM）是一種基于逐層堆焊的快速成形技術(shù),，具有對(duì)設(shè)計(jì)的響應(yīng)快，成形尺寸大,，成形效率高,，絲材利用率高，制造周期短,、成本低等特點(diǎn),。鉑力特力求為復(fù)雜大尺寸零件提供更多種工藝技術(shù)的制造解決方案，目前在 WAAM 技術(shù)方面經(jīng)驗(yàn)成熟,，已交付各類零件數(shù)百件,，并實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。其中 BLT-W4000 的成形尺寸為 2000mm×2000mm×3000mm（W×D×H）,，BLT-W2520 的成形尺寸為 3600mm×3600mm×1500mm（W×D×H） ,，BLT-W2000 的成形尺寸為1000mm×1000mm×2700mm（W×D×H）或 1200mm×1200mm×1500mm（W×D×H），滿足各類復(fù)雜零部件的高效生產(chǎn)需要,。鉑力特已幫助航空航天,、機(jī)械、石油重工等領(lǐng)域客戶實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用零部件的高效生產(chǎn),，零部件相關(guān)性能測(cè)試一次性通過(guò)客戶驗(yàn)收,。報(bào)告期內(nèi),，鉑力特助力天津大學(xué)發(fā)表WAAM 研究新進(jìn)展。

2024 年公司增材制造技術(shù)在人形機(jī)器人,、低空經(jīng)濟(jì),、商業(yè)航天等應(yīng)用領(lǐng)域獲得多項(xiàng)進(jìn)展，鉑力特為商業(yè)航天客戶加快零部件研發(fā)迭代,、提高裝備的性能與可靠性,，降低生產(chǎn)成本等方面提供有力支持。在材料方面,，鉑力特推出適用于航空航天領(lǐng)域的 BLT-GH4169,、BLT-GH3536 等高溫合金材料以及 BLT-Ti64、BLT-Ti65,、BLT-Ti2AlNb 等鈦合金材料,。在設(shè)備方面，鉑力特BLT-S系列設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于多個(gè)商業(yè)航天項(xiàng)目,，滿足商業(yè)航天用戶組合制造,、快速研制和批量生產(chǎn)等多樣化的生產(chǎn)需求。金屬 3D 打印技術(shù)加工商業(yè)航天大尺寸,、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、耐高溫材料零部件時(shí)具有先天優(yōu)勢(shì)，已逐漸成為零部件研制,、批產(chǎn)的常態(tài)加工手段。與人工智能領(lǐng)域頭部企業(yè)建立合作,，共同發(fā)掘機(jī)器人方向增材制造應(yīng)用場(chǎng)景,，目標(biāo)通過(guò)輕量化/集成化/結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計(jì)制造，提升人形機(jī)器人整體性能,，降低制造成本和生產(chǎn)周期,，報(bào)告期內(nèi)實(shí)現(xiàn)在多個(gè)類型、部位上進(jìn)行了驗(yàn)證,、試制和測(cè)試,，取得顯著進(jìn)展。并且首次亮相 2024 世界機(jī)器人大會(huì),，展示的機(jī)器人肩支架,、胸骨、小臂,、大腿,、手指關(guān)節(jié)等零件，體現(xiàn)了增材制造定制化制造在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,。增材制造技術(shù)是未來(lái)制造前進(jìn)的方向,，是技術(shù)和時(shí)代發(fā)展大勢(shì)所趨,。

隨著信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，新業(yè)態(tài)悄然興起,，為提高增材制造全流程標(biāo)準(zhǔn)化管控水平,，公司在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程進(jìn)一步融合數(shù)字化、自動(dòng)化,、智能化生產(chǎn)管控技術(shù),。增材制造基于自身數(shù)字化與智能化結(jié)合的特征，快速適應(yīng)新型制造模式,，已初步實(shí)現(xiàn)智能制造,，在未來(lái)隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，智能工廠將與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造結(jié)合,，構(gòu)建面向云定制的分布式智能產(chǎn)線協(xié)調(diào)管控體系,，以及基于 5G 網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)可察、風(fēng)險(xiǎn)可辨,、未來(lái)可測(cè),、生產(chǎn)流程可控的智能化綜合運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)是增材制造的新型制造模式，從而實(shí)現(xiàn)從定制化向批量化,、制造化向服務(wù)化以及向制造無(wú)人化的制造過(guò)程轉(zhuǎn)化,。