中国航天科工三院杨俊：创新、融合、开放、共赢的航天增材应用

中国航天科工三院副总工程师杨俊，为我们带来主题演讲。

    杨俊：尊敬的林部长，各位领导、各位专家，女士们、先生们，上午好！
    我今天要演讲的题目是创新、融合、开放、共赢的航天增材应用。 汇报的内容主要有四个部分：
    第一个部分是航天科工增材制造中心的概况。
    2015年响应国家的《中国制造2025》发展战略，科工集团成立了科工集团的增材制造技术中心，也是依托高技术领域的研发优势和航天应用背景，开展增材制造技术的研发和工程化应用。
    中心挂靠在159厂，由三院直属单位31、306、8358、239、海鹰哈钛等组成，下设三个分中心。
    按照地域分布，在哈尔滨有材料研发中心，在北京有增材制造中心，在天津有创意产业基地，包括南京航天四院和长沙分院。
    增材制造中心在三院的研究方向涵盖了激光学、选区成型、电子束、电弧增材制造、光固化、选区烧结、材料的堆积等等专业方向。产业链的覆盖包括粉末的研发、结构优化设计、工艺研发、设备研发等等方向。人才队伍将近有100人，其中博士5人，硕士51人。
    研究方向在专用材料研发方面，现在已经引进了真空感应熔炼气雾化制粉生产线，TC4、TA15制粉技术年产量突破30万以上。在设备研发方面突破了光路技术的系统设备加热与冷却技术、远程监控等技术。在专业化应用方面做了大量的研究工作，针对刚才介绍的型号，针对复杂结构开展了优化设计，包括拓扑优化、国产新材料的使用，精密复杂部件等等不同材料的打印开展了一系列的工作，取得了一些成绩，在型号上也得到了一些应用。
    发展现状，成立以来，在装备研制方面，在工业激光熔化方面，包括非金属选区烧结，以及复合材料熔化堆积方面的设备已经实现了批量生产。装备设备现在已经实现了出口，走向国际市场。在应用服务方面，特别是在型号上的应用，各种结构形式，包括支架、舵面、轴等等方面的应用，提供了大概5000余件，年收入增长率大概在30%以上。
    技术探索主要是在六个方面，包括结构优化设计、一体化制造、工艺研发，下面进行逐一介绍。
    在产品结构创新方面，按照高性能增材制造技术可以在获得同性能或更高性能前提下，可以通过点阵、蜂窝结构、薄壁等设计大量减轻结构重量，减轻成本。比如支架经过优化设计，可以减重50%以上。
    （PPT图示）这个图是蒙皮顾家一体化舵面，以前结构是铸造骨架+成型蒙皮再焊接等等，过程比较复杂，现在通过一体化增材制造形成内部是中空结构，外面是蒙皮，一体化成型，大大减少了工艺路线，工艺周期缩短了三分之二，成本降低了三分之一。另外一个图是雷达天线罩，采用增材制造的方法，可以大大节省工时，提高效率。（南极熊3D打印网编辑发布。）
    新材料方面，我们研制的国产粉末替代进口的，性能达到国外同等的强度，（PPT图示）这是用我们自己生产的粉末制作的安装座，那边是光合金做的前缘。
    制作方面采用增材制造制造进气道，原来也是热成型、焊接，很复杂，通过增材制造优化了生产流程，提高了效率。
    在电弧熔化方面我们也开展了尝试，通过铝合金进气道来制造，包括舱段制造，可以大大提高生产效率。电弧增材制造比铺粉效率高，特别适合研制初期的快速研制。增材制造还有一方面，它可以快速修复，对于有缺陷的部位或者是有磨损的部位可以快速实时修复，这样可以使零件再生，重复使用。
    在铸造方面，我们对砂型开展了3D打印，也提高了铸造精度，提高了效率。
    再一个是设计与工艺协同，现在数字化发展非常快，依托了我们的系统和UG软件，结合了增材制造设计，我们把设计工艺、制造一体化协同管理，实现了设计工艺开发的紧密协同。
    再一个是对产品进行检测评价，采用了超声、X线、CT技术方法，对产品缺陷进行了检测，也形成了一套检测评价的技术方案，以及制订了相应的一些标准。
    再一个是复合制造，从增材和减材复合，比如一个薄壁原形的件，在它的侧壁长出一个座，如果用厚的段件来加工既浪费材料，工时又比较长，这样从减材到增材的复合制造，快速研制，达到成熟的研制要求。
    下面汇报一下发展愿景。
    我们的发展愿景到“十三五”末要建成具备装备信息化、工业化高层次深度融合增材制造智能制造的工厂，形成规模化应用，发展成为国内一流的增材制造服务商，实现增材制造原材料国产化、增材制造装备自主化、增材制造服务规模，达到有示范作用的航天增材制造全产业链发展模式。
    组建增材制造生产化智能工厂，这也是一个愿景，我们要加速建设一个具有50台增材制造设备的智能车间，面向全新设计理念，建设集智能化生产组织、工艺数据库、信息采集分析、生产终端于一体的航天增材制造智能工厂。
    加快装备制造核心器件自主化应用，包括增材制造的装备和增材制造控制软件和激光器，实现高度自主化。
    要积极建设高水平的增材制造工程实验室和研究平台，我们正在积极申报国家级的智能制造重点工程实验室和应用项目，搭建高水平的发展平台。针对制约我国增材制造发展的大型装备、智能工厂信息化建设等前瞻性、战略性和全局性的关键技术开展研究。
    要建立和完善技术和标准体系，探索建立设计、材料、工艺、设备、协同配等内容组成的航天产业增材制造完整的技术体系和标准体系。
    要推进工业互联网和增材制造，推进新的产业业态，通过大数据、物联网、云计算等信息技术深度融合，形成新的制造方式、产业形态、商业模式和经济增长点。
    最后是创新驱动，开放合作发展新模式。
    第一，继续坚持自主创新，提高竞争实力。我们的战略基点是注重技术基础创新、预研创新和产品创新，增强核心基础产品和关键技术自主可控能力，提高企业核心竞争力，促进产业可持续发展。（PPT图示）这里有一个典型产品和概念，飞车大家也听说过，飞车现在正在研发阶段。
    第二，推进军民融合，做大产业规模。积极落实国家发展战略，深入推进增材制造在军民融合领域应用，促进产品在汽车行业、医疗、教育、文化创意等方面推广。
    第三，坚持合作共赢，促进共同发展。多年来，航天科工一直坚持开放合作，共同发展的理念，助力增材制造产业健康发展。目前与华曙高科、铂力特、中科煜宸等优秀的3D打印企业开展了战略合作，搭建了增材制造产业平台。与高校，包括北航、西工大、南理工等高校联合申报国家级课题，开展了工艺攻关。
    （PPT图示）这是我们和国内知名的企业、高校进行合作，我们还要继续加强合作，并广泛参与地方政府、企业增材制造的产业建设，与各方开展广泛的深入合作，实现共赢，共享增材制造快速发展的成果。
    我的报告就到这里，谢谢大家。