專訪│飛而康的產業(yè)化之路：從高端材料研發(fā)到金屬增材制造超級工廠（上篇）

來源： 華曙高科

導  讀：2020年6月，坐落于太湖之濱的飛而康快速制造科技有限責任公司（以下簡稱“飛而康”）重磅發(fā)布與工業(yè)級3D打印領航企業(yè)華曙高科共同部署金屬增材制造產業(yè)化超級工廠的新聞，引起行業(yè)矚目。近半年，雙方一直穩(wěn)步進行著50臺金屬增材制造設備的裝機計劃。雖然這個故事聽起來像是近十年來中國金屬增材制造行業(yè)的快速崛起的一個縮影，但其核心是一段非常成功的合作伙伴關系——增材制造設備廠商與產業(yè)化客戶的深度合作故事。

在這篇文章中，飛而康總經理沈于藍先生及副總經理李偉先生接受了華曙高科國際市場經理方晨露采訪，講述了飛而康的崛起及“金屬增材制造產業(yè)化超級工廠”的雄心計劃，以及與華曙高科良好合作關系的誕生與進展。

全文約8000字，將分3篇獨家轉載。

本文首發(fā)于Metal AM雜志Vol. 6 No. 4, 2020冬季刊。Metal AM雜志（季度出版）于2015年成立，總部位于英國，是全球金屬增材制造領域的專業(yè)媒體，可以說是全球金屬增材制造技術的一個風向標。

△圖1：飛而康總經理沈于藍先生（左圖）及副總經理李偉先生（右圖）

作為中國領先的3D打印（激光選區(qū)熔化）航空級零件產品供應商，2020年6月，飛而康對外宣布了金屬增材制造超級工廠計劃，這個計劃包含安裝50臺華曙高科金屬增材制造設備，其中絕大多以大型和超大型設備為主。截止2020年10月底，超級工廠已成功驗收第24臺華曙高科金屬增材制造設備，在華曙高科技術團隊的鼎力支持下，飛而康提前完成了2020年裝機計劃。

△圖2：飛而康的金屬增材制造超級工廠內，已安裝運行24臺華曙高科金屬增材制造系統（圖片來源：飛而康）

現在讓我們從時間維度上來理解一下這50臺增材制造設備對于中國增材制造市場的意義。其實，相比于今天在中國蓬勃發(fā)展的SLM技術和日益火熱的金屬增材制造市場，在2010年初始，金屬增材制造這一名詞，對中國市場來說都還是非常陌生的一個概念；而高分子增材制造諸如SLS、SLA、MEX、VPP等都已經有了一些市場認可，并且在快速原型制造和消費品市場上有了一定應用。作為金屬增材制造中工業(yè)應用最廣泛的金屬增材制造粉床技術在中國還處于一個非常早期的階段，無論是在材料、設備研發(fā)工藝，還是實際生產方面，都還是一個非常新鮮的概念。

同時，在2010年初始，民用航空航天行業(yè)和高端醫(yī)療行業(yè)出現日趨緊迫的市場需求，給一些關鍵部件的生產帶來更多挑戰(zhàn)：比如非常復雜的內部結構、完全定制化的產品設計，以及更快速的“設計-生產”迭代，都在挑戰(zhàn)著原本已經成熟的傳統金屬鑄造和鍛造工藝。

雖然當時金屬增材制造在中國市場還是個非常新興的技術，但飛而康總經理沈于藍卻意識到其對于航空、醫(yī)療等高附加值行業(yè)是一個理想的應用市場。

創(chuàng)立之始：初探金屬增材制造
沈于藍總經理在材料研發(fā)、汽車制造行業(yè)有豐富的經驗和獨到的認知，他認為，汽車和合金材料行業(yè)發(fā)展多年，已形成非常成熟的產業(yè)鏈，且利潤空間已越來越小。作為銀邦金屬復合材料股份有限公司的核心股東，他始終不斷探索最新的先進制造技術，以及可以產業(yè)化應用的市場，他相信，這二者的結合可以影響未來制造市場的發(fā)展。當他敏銳地觀察到金屬增材制造粉床技術在歐洲、美國市場廣泛成熟的應用后，他決定把這個先進的技術引入中國市場。

懷著這種信心，2012年8月，沈于藍在無錫成立了飛而康快速制造科技有限責任公司。飛而康坐落在中國經濟發(fā)展最活躍、開放程度最高、創(chuàng)新能力最強的區(qū)域之一——長江三角洲經貿區(qū)，區(qū)域內聚集了眾多一流科技人才資源，所以飛而康能在很短時間內，迅速組織了一支實力雄厚的科研團隊。飛而康科研團隊成員在冶金材料生產、增材制造等方面都有著豐富經驗。同時，飛而康也具備清晰的發(fā)展愿景，即以工業(yè)產業(yè)化為背景，對金屬增材制造粉床技術這一核心技術進行鉆研，為航空航天、醫(yī)療等核心客戶提供最創(chuàng)新、最完備的解決方案。

眾所周知，航空、醫(yī)療行業(yè)對金屬制造部件具有非常嚴苛的性能要求。為了達到這種高規(guī)格生產要求，同時也滿足船舶制造、化學生產、汽車制造等行業(yè)客戶需求，飛而康在成立之初便建立了一個非常完備且閉環(huán)的技術路線圖，并以此為基礎成立了三個核心部門：即特種金屬粉末事業(yè)部、3D打印解決方案事業(yè)部、特種制造技術事業(yè)部。這三個部門可以共同為客戶提供金屬粉末研發(fā)和生產、應用工藝研發(fā)、部件生產、后處理檢驗等整體標準化工藝閉環(huán)線。

飛而康副總經理李偉先生談到，飛而康對于金屬增材制造的技術路線有一個非常清晰的規(guī)劃——為客戶提供包含材料生產、工藝研發(fā)、部件生產、后處理等全套解決方案。而其中涉及的生產硬件，包括材料生產線及金屬增材制造設備等，他們將選擇有實力的設備廠商來合作。飛而康相信，只有通過與合作伙伴強強聯手，共同貢獻雙方的科技實力和專業(yè)經驗，才能保證持續(xù)為客戶提供高質量的解決方案。

材料為王的增材制造市場
對金屬增材制造技術過程來說，需要生產出性能出色的部件，第一要素就是要找到高質量的材料。2012年前，中國市場很大程度上依賴于進口，而一些滿足航空航天，醫(yī)療等行業(yè)的高端金屬材料被加拿大和德國的一些企業(yè)壟斷，其數量完全不能滿足日益旺盛的市場和大規(guī)模金屬增材制造的生產需求。

在成立之初，飛而康就敏銳意識到，想要滿足民用航空高性能終端功能件的要求，就必須自己研發(fā)生產出符合條件的特殊高端金屬材料，并能夠保證持續(xù)的高產量，和均一穩(wěn)定的品質。2012年，飛而康引進了先進的電子氣霧化粉末生產線（EIGA）進行高端鈦合金粉末的研發(fā)和生產。EIGA保證了整個過程都在惰性氣體保護下進行，金屬的冶煉過程實現了在沒有坩堝的情況下進行，金屬流由高速惰性流控制，以打破液態(tài)金屬原子之間的鍵合力并實現霧化。

△圖3：飛而康高端鈦合金電子氣霧化粉末生產線（EIGA）。圖片來源：飛而康

△圖4：飛而康粉末生產線（EIGA）霧化模塊局部。圖片來源：飛而康

通過對材料配方和研發(fā)工藝的不斷改進，飛而康研發(fā)生產出的鈦合金粉末材料成功通過中國民用航空局（CAAC）認證的航空航天級鈦粉，其具有出色的穩(wěn)定性能、高純度、球面性和可流動性，適合于增材制造、熱等靜壓（HIP）、金屬注塑成型（MIM）和表面涂層等工業(yè)應用。

近年來，飛而康與工業(yè)制造、技術研究等領域的眾多先鋒企業(yè)進行了緊密的合作，其高端鈦合金粉末材料在中國和全球范圍內都得到了廣泛應用和一致認可。目前飛而康鈦合金粉末年產量可達到近90噸，并以超高品質脫穎而出，在全球高端材料市場中占有重要的市場份額。

如今，飛而康能為市場提供包括鈦合金、鈷鉻合金、鎳基高溫合金、鋁合金、不銹鋼粉末等24種規(guī)格的金屬粉末材料，并能生產多種不同粒徑粉末以滿足各種應用需求。從鈦合金粉末生產，3D打印技術及熱等靜壓技術近凈成形加工復雜部件，到航空材料測試中心實現標準化檢測，飛而康已成為國內知名的金屬3D打印“一條龍”全套解決方案提供商，引領行業(yè)發(fā)展。

正式進軍中國民用航空市場
作為中國金屬增材制造產業(yè)化早期先鋒，飛而康見證了中國民航市場的逐步起飛和金屬增材制造生態(tài)系統日趨完善。2013年，飛而康與中國領先民用航空飛機制造商中國商飛建立了長期的合作伙伴關系，并開啟了首個合作項目——研發(fā)并生產安裝于C919的鈦合金金屬部件。商飛C919是中國自主研發(fā)的雙引擎窄體客機，設計可承載168名乘客，對于中國民航業(yè)發(fā)展有著深遠的意義。這項重要合作也促成了飛而康加速完善了滿足航空航天標準的金屬增材制造工藝，并滿足從材料端到樣件生產端的全套生產過程。

△圖5：飛而康生產的鈦合金金屬增材制造部件安裝在C919大飛機客艙門上

沈于藍表示，標準是將一項先進生產技術推向真正成功商業(yè)產品的關鍵所在。對于航空行業(yè)來說，其行業(yè)標準能確保部件生產質量的一致性和可靠性，因此飛而康一直在大規(guī)模進行航空航天鈦合金材料的測試，增材制造工藝研發(fā)，部件生產和后處理等方面的深入研究，并根據中國試航標準建立了質量控制數據庫。通過這一系列長期工作，2014年，飛而康成功獲得AS9100C和ISO 9001:2008兩個重要航空行業(yè)認證，這標志著飛而康的研發(fā)實力在航空航天工業(yè)領域得到了充分認可。

經過飛而康與中國商飛兩年的密切合作，中國商飛C919項目在2015年宣告成功完成，并且批準了28個飛而康生產的金屬增材制造部件在C919大飛機上安裝運行。至此，飛而康成為中國第一家為民用航空提供金屬增材制造零件的企業(yè)，并正式成為中國商飛在金屬3D打印領域的認可供應商，至今已向六架C919大飛機提供金屬增材制造零件。

沈于藍說，通過與中國商飛的合作，已經充分證明了金屬增材制造技術具有改變航空航天從原型設計到制造過程的巨大潛力。以航空發(fā)動機為例，由于關鍵零部件結構非常復雜，過去通過傳統制造方式生產，每一個組件需要經過10多項流程，通常需要花費6-24個月的時間，而現在采用金屬增材制造，可以大大簡化生產流程，從而將零件設計迭代、生產的速度提高3-4倍。所以現在我們能夠在短短3年之內就生產出全新的發(fā)動機原型，而過去傳統生產方式的生產周期則需要達到10-15年之久。（未完待續(xù)）