华港科技“玩转”智能制造多领域

3D打印的飞机发动机

3D打印的工业材料

3D打印的医疗产品

华港科技3D打印的产品展示

华港科技3D打印车间

对3D打印产品进行打磨处理

打印技术人员在进行3D打印产品设计

3D打印的工艺品

摄影记者 贺终荣

作为智能制造的突出代表，3D打印综合应用信息技术、新材料技术、数字制造技术等诸多学科，不仅是制造工艺的原理创新，也是应用数字化技术的产品创新，对制造业转型升级有重要作用。其直接成型无需模具，也无需对原材料进行切削、组装，不受产品结构复杂度的影响，突破了加工工艺的限制，是典型的柔性可重构制造系统，极大地缩短了产品设计、研制及验证周期。

“3D打印是信息化和工业化有效融合的结果，是‘制造业数字化智能化’的典型技术，它的不断成熟将推动新材料技术和智能制造技术实现大的飞跃，在航空航天、汽车制造、军工制造、以及机器人、无人机、精密设备等高端工业领域发挥重要作用，成为大规模、标准化现代工业体系的必要补充，将有力推动我国智能制造进程进一步加速。”重庆市华港科技有限公司相关负责人表示。

目前，位于港城园区的该企业已经在多个领域实现3D打印技术的使用，实现智能制造的全面升级，今年市场销售额将突破两千万元。

航空航天及军工制造：突破制造技术“瓶颈”

作为工业界皇冠上的璀璨明珠，航空航天及军事工业制造领域集成了一个国家大部分的高精尖技术，是国家战略计划得以实施，政治形势得以展现的后援保障领域。而3D打印技术作为一项全新的制造技术，在航空航天领域的应用优势突出，服务效益明显。

“这两个领域的产品通常有着个性化、小批量、结构复杂等特征，采用传统工艺制造，开模具成本高、费用高，周期长，而且结构复杂的物件难以做出来。”该负责人介绍了其中的技术难点。

当前，3D打印技术已成为提高航天器设计和制造能力的一项关键技术，其在航空航天领域的应用范围不断扩展。利用3D打印不仅能打印出飞机、导弹、卫星、载人飞船的零部件，还打印出了发动机、无人机、微卫星等整机，在成本、周期、重量等方面取得了显著效益，缩短新型航空器和武器的研发时间，尽快投入量产。

该负责人说：“现在，运用激光选择性粉末烧结3D打印技术(SLS、SLM)有望突破航空涡喷发动机的制造技术‘瓶颈’，为发动机关键零部件的整体设计优化提供充分的技术论证，实现高性能关键结构件的快速制造，显著提升航空发动机的整体机械性能。”

在新型发动机涡轮泵研制过程中，华港科技运用粉末烧结3D打印技术在国内成功实现了3D打印技术在发动机静子、转子类零件上的直接应用性验证。本案例中，3D打印的静子件与转子件突破了盘轴叶片一体化主动冷却结构设计、转子类零件激光选区熔化成型的控形、控性等关键技术，解放了传统工艺对结构设计的束缚，实现了复杂狭长内通道转子类结构设计制造，使同类结构零件的换热冷却效果提升了90%。

医疗行业：患者多部位实现“再造”

3D打印技术的本质特征决定了其可以快速、高效、准确地再现三维计算的模型。从医疗行业的特性来看，这个特征与医疗行业“天然匹配”——针对没有完全一致的人体结构和手术方案，3D打印技术在医用模型、手术导板、器官植入、烤瓷牙等领域有着广泛的应用前景。

由于骨肿瘤、车祸等造成的骨胳缺损、颌面损伤、颅骨修补等，都无法用一般修复产品进行治疗，针对重庆某著名三甲医院的一例病患，华港工业级3D打印技术则提供了有效的解决方案，特别是打印的假体是依据患者的自身进行“量身定制”，3D打印技术在该领域的另一个意义在于能够打印出与内置物一体的仿生骨小梁微孔结构，其微孔结构在内部互相连接形成的蜂窝状结构更利于骨长入，同时符合生理性应力分布，最大可能降低应力遮挡。

“医疗医学是华港科技3D打印的重点应用领域。”据了解，华港科技目前已经和中国陆军军医大学西南医院、新桥医院、大坪医院、重庆医科大学口腔医院、华西医科大学，以及西南多家医疗器材生产企业进行合作。

汽车制造：复杂结构设计从图纸实现应用

2017年，国内某知名汽车研究院在试制新车过程中，由于新车门板结构较复杂，外加研发工期紧、生产数量极少，精度和强度要求高，通过传统CNC机加工，其时间和加工成本高，在一筹莫展的时候华港科技3D打印让他们看到了希望。

华港科技运用行业领先的尼龙粉末烧结(SLS)技术，通过华曙高科自行研发的3D打印机及原材料，从产品图形优化、3D打印加工成型到后期处理打磨抛光、喷漆及组装等，3天内便完成该产品的全部制作，并交付使用，经产品指标检测及功能测试，该产品性能指标完全符合产品测试所需，且其加工成本降低约10%。

“3D打印能够有效满足汽车领域包括复杂结构的设计得以实现，满足轻量化、提升强度、耐用性和节省成本四个方面的需求，近几年来愈加受到各汽车制造企业的重视与应用。”该负责人表示。

目前，华港科技已与全国多家知名汽车主机厂进行合作，主要在汽车研发阶段提供3D打印服务，为客户快速提供高质量、低成本、精度和强度达标的样件，助力客户高效进入结构评审、外观评审、功能评审阶段。

文化艺术创意：让艺术焕发更新活力

如今，人们对艺术美的追求也在不断的提高，而艺术品的复杂程度决定着制作加工的难易程度，有的艺术品不像工业产品那样可以通过模具或者机械加工方式制造出来，靠传统的手工艺时间周期很长，有的复杂艺术品甚至根本无法做出来，这个时候3D打印技术就是对复杂艺术品制作的最好技术，不管内部外部多复杂，只要能设计出来，都可以打印出来，而且大量缩短了加工周期，提高了效率与质量。打印出来的产品精度高，耐用性久，3D打印使艺术设计焕发了更多的活力，推动了艺术文化的创新与传播，对艺术设计产品产生了直接的影响。

随着3D打印技术的运用，艺术设计师们也在利用该项技术不断地探索创新设计。通过3D打印来完成他们的设计作品，不再让天马行空的创新思维受限制，而且3D模型能帮助设计师设计工期缩短，设计师们愈来愈多地利用数码技术的进步来制作高质量、结构复杂的物品。

华港科技为重庆市某大型房地产项目售房部打造的原生创意花瓣雕塑就是3D打印在工艺品“智造”方面的经典之作。该花瓣雕塑安装在售房部大门外两侧，长宽1米多，高2米多，重量每朵约20千克，由于产品要求强度高，耐用性久，如果采用传统手工艺加工，无法加工出来这么复杂的花瓣雕塑，即使可行也要花费更多的时间和人力。客户因此选用3D打印SLS工艺(激光尼龙粉末烧结3D打印)和华曙高科自主研发的尼龙材料FS3300PA。最后，2朵花瓣雕塑，仅用了短短7天时间就全部完成。

记者 赵 倩