前灣要聞
8月5日，《人民日?qǐng)?bào)》頭版刊發(fā)《寧波加快打造全球先進(jìn)制造業(yè)基地（奮勇爭(zhēng)先，決戰(zhàn)決勝“十四五”）》一文，以寧波前灣新區(qū)企業(yè)寧波中科祥龍輕量化科技有限公司為典型案例，聚焦前灣不斷夯實(shí)實(shí)體經(jīng)濟(jì)為本、制造業(yè)當(dāng)家的根基，持續(xù)推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合發(fā)展，以下為《人民日?qǐng)?bào)》案例。
“訂單已經(jīng)排到2027年。”一見面，寧波中科祥龍輕量化科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人諸夢(mèng)醒就亮出了成績(jī)單：今年上半年?duì)I收同比增長(zhǎng)100%，預(yù)計(jì)全年將增長(zhǎng)220%。
從大尺寸飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件到民用航天發(fā)動(dòng)機(jī)組件，再到為航天關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件減重42%……中科祥龍堅(jiān)持創(chuàng)新，深耕商業(yè)航天輕量化制造。僅2024年，中科祥龍就承接了27項(xiàng)商業(yè)航天項(xiàng)目，市場(chǎng)占有率居全國(guó)前列。
走進(jìn)寧波中科祥龍輕量化科技有限公司的展廳，從大尺寸飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)到民用航天動(dòng)力裝置，從為航天關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)42%的減重突破，到國(guó)內(nèi)首次完成K438鎳基高溫合金粉末3D打印應(yīng)用……滿室的航空航天零部件與前沿科技成果，無(wú)不彰顯著這家企業(yè)在增材制造領(lǐng)域的獨(dú)特實(shí)力。
據(jù)悉，3D打印又被稱為“增材制造”，與傳統(tǒng)制造業(yè)的減材加工不同，它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過(guò)軟件與數(shù)控系統(tǒng)的協(xié)同，將專用金屬、非金屬及醫(yī)用生物材料等逐層構(gòu)建，最終形成實(shí)體物品。
作為寧波前灣新區(qū)最早引進(jìn)培育的空天產(chǎn)業(yè)企業(yè)，中科祥龍聚焦航空航天、低空飛行器、醫(yī)療器械、模具制造、消費(fèi)電子等領(lǐng)域，提供增材制造結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)與功能一體化制造的整體解決方案。僅用4年時(shí)間，這家初創(chuàng)企業(yè)就成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)商業(yè)航天輕量化制造領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。
在6月舉行的第55屆法國(guó)航展上，寧波中科祥龍輕量化科技有限公司牽手國(guó)際商發(fā)公司研發(fā)的一款大尺寸飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件——帶冷卻的中間支承（Cooled Turbine Vane Frame）吸引眼球。
該產(chǎn)品不僅使用的是特殊高耐溫材料，而且采用了雙層機(jī)匣嵌套結(jié)構(gòu)并集成雙層大扭角葉片，整體結(jié)構(gòu)極端復(fù)雜。但由于采用了增材制造技術(shù)，僅耗時(shí)6個(gè)月就實(shí)現(xiàn)了從工藝開發(fā)到全尺寸零件研制，研發(fā)效率大大優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)也毫不遜色，充分彰顯中科翔龍?jiān)诮Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造工藝的持續(xù)深耕。
在航空航天領(lǐng)域，傳統(tǒng)模式下零部件設(shè)計(jì)與制造往往相互獨(dú)立，復(fù)雜的設(shè)計(jì)圖紙常因工藝限制難以落地，設(shè)計(jì)完成后需經(jīng)工藝仿真、生產(chǎn)測(cè)試多輪驗(yàn)證，一旦不達(dá)標(biāo)就得退回重來(lái)。作為中國(guó)科學(xué)院寧波材料所孵化的高新技術(shù)企業(yè)，中科祥龍依托在SLM（選擇性激光熔化）的技術(shù)積累，提前搶占航空航天輕量化新賽道，現(xiàn)已形成年處理百余項(xiàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程化能力，“龍騰”之勢(shì)堪稱迅猛。
“在航空航天領(lǐng)域，SLM打印技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，能同時(shí)滿足高性能與輕量化需求。”諸夢(mèng)醒說(shuō)。通過(guò)持續(xù)的技術(shù)研發(fā)與工藝精進(jìn)，企業(yè)可通過(guò)優(yōu)化打印內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)部件減重，降低飛行器能耗，還能快速響應(yīng)小批量、定制化生產(chǎn)需求。以TVF產(chǎn)品中間支承為例，該部件擁有復(fù)雜內(nèi)流道和8種不同葉型的葉片，一體鑄造難度極大，同類產(chǎn)品的鑄造工藝開發(fā)耗時(shí)超十年。而中科祥龍采用的SLM一體化打印技術(shù)，可直接制造復(fù)雜、高精度、高性能金屬零部件（如渦輪葉片、燃油噴嘴等），實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率與可靠性，使零件設(shè)計(jì)迭代進(jìn)度加快10倍，研發(fā)成本大幅降低。
此外，中科祥龍創(chuàng)新的特征識(shí)別方法稱得上是“獨(dú)門絕技”。該方法能在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)匹配最優(yōu)打印參數(shù)，將復(fù)雜艙段的12道工序簡(jiǎn)化為3D打印一次完成。這種從繁到簡(jiǎn)的轉(zhuǎn)變，減少了人為操作誤差，提升了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。以今年在各展會(huì)大放異彩的帶冷卻的中間支承為例，由于是國(guó)內(nèi)首次使用K438材料（鎳基高溫合金）打印600mm量級(jí)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，為解決金屬材料高裂紋敏感性、致密度差的缺點(diǎn)，中科祥龍團(tuán)隊(duì)大膽開展創(chuàng)新，采用變層厚與優(yōu)化掃描策略結(jié)合的打印方案，平衡了制造效率和材料性能。目前，公司已具備年處理200余項(xiàng)型號(hào)設(shè)計(jì)的工程化能力，為商業(yè)航天快速發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)技術(shù)支撐。
商業(yè)航天領(lǐng)域，材料成本一直是制約行業(yè)發(fā)展的重要因素。中科祥龍與其合作伙伴一起，通過(guò)成分優(yōu)化與霧化制粉技術(shù)，成功將鎳基合金成本降低了37%，開發(fā)的鈦鋁梯度復(fù)合材料密度降低了28%。為確保新材料的可靠性和穩(wěn)定性，中科祥龍還建立了“材料-工藝-檢測(cè)”閉環(huán)驗(yàn)證平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了新材料從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)線的快速轉(zhuǎn)化。
在企業(yè)生產(chǎn)車間，一臺(tái)臺(tái)經(jīng)過(guò)個(gè)性化設(shè)計(jì)的3D打印設(shè)備有序運(yùn)轉(zhuǎn)。中科祥龍建成國(guó)內(nèi)首家3D打印智能凈化工廠，運(yùn)用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造“設(shè)備互聯(lián)-數(shù)據(jù)互通-決策智能”的數(shù)字化生態(tài)。2024年，中科祥龍的產(chǎn)能利用率提升至92%，良品率達(dá)98.7%。通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)，中科祥龍更已實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，取消了傳統(tǒng)“兩試一裝”環(huán)節(jié)，效率提升了5倍。未來(lái)，公司還將持續(xù)拓展3D打印技術(shù)在更多民用領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)一步擴(kuò)大在增材制造領(lǐng)域的市場(chǎng)份額。