3D打印修復(fù)戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁業(yè)務(wù)爆發(fā)翻4倍，超卓航科擬科創(chuàng)板IPO

南極熊導(dǎo)讀：將金屬3D打印技術(shù)用于零部件修復(fù)、再制造等一直是一個(gè)備受關(guān)注的方向，但是這個(gè)領(lǐng)域的市場(chǎng)有多大，目前哪家公司做的比較大，一直沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)道。近日，湖北超卓航空科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱超卓航科)轉(zhuǎn)戰(zhàn)A股，于2021年5月披露科創(chuàng)板IPO申報(bào)文件，其中介紹了他們?cè)诙ㄖ苹�增材制造中的機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務(wù)上所取得的成績(jī)，文件表示：由于2020年度戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁修復(fù)數(shù)量增加，因此收入較2019年快速增長(zhǎng)，2018年-2020年，超卓航科的定制化增材制造業(yè)務(wù)分別實(shí)現(xiàn)收入1248.67萬元、1702.09萬元、6860.33萬元，占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入比重分別為30.68%、33.66%、61.63%。

從新三板摘牌近三年后，湖北超卓航空科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱超卓航科)轉(zhuǎn)戰(zhàn)A股，于2021年5月披露科創(chuàng)板IPO申報(bào)文件。在2018年8月摘牌新三板后，超卓航科主營(yíng)業(yè)務(wù)分類發(fā)生了變化，在機(jī)載設(shè)備維修外，增加了定制化增材制造業(yè)務(wù)。2020年，定制化增材制造業(yè)務(wù)突然爆發(fā)，成為超卓航科第一大主營(yíng)業(yè)務(wù)，使其達(dá)到了科創(chuàng)板上市對(duì)營(yíng)業(yè)收入的要求。

2020年定制3D打印業(yè)務(wù)爆發(fā)

增材制造即俗稱的3D打印，超卓航科的定制化增材制造業(yè)務(wù)具體包括機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造、零部件生產(chǎn)制造，涵蓋航空、靶材等領(lǐng)域。在新三板掛牌期間的2017年報(bào)內(nèi)，超卓航空并未介紹這一業(yè)務(wù)，只是提示了“涉足金屬再制造領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)”，相關(guān)工程具備小批量試生產(chǎn)能力。

2018年-2020年，超卓航科的定制化增材制造業(yè)務(wù)分別實(shí)現(xiàn)收入1248.67萬元、1702.09萬元、6860.33萬元，占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入比重分別為30.68%、33.66%、61.63%。可以看出，2020年定制化增材制造業(yè)務(wù)突然爆發(fā)，成為第一大主營(yíng)業(yè)務(wù)，也是公司業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的主要因素。2018年-2020年，公司分別實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入4111.15萬元、5123.06萬元、1.22億元，分別實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)683.93萬元、1071.28萬元、6420.64萬元。

超卓航科選擇的具體上市標(biāo)準(zhǔn)為：“預(yù)計(jì)市值不低于人民幣10億元，最近兩年凈利潤(rùn)均為正且累計(jì)凈利潤(rùn)不低于人民幣5000萬元，或者預(yù)計(jì)市值不低于人民幣10億元，最近一年凈利潤(rùn)為正且營(yíng)業(yè)收入不低于人民幣1億元”。2020年正是定制化增材制造業(yè)務(wù)的爆發(fā)，令超卓航科營(yíng)業(yè)收入突破了1億元的上市指標(biāo)要求。

超卓航科的客戶集中較高，報(bào)告期內(nèi)前五大客戶銷售占比70%以上。記者注意到，2018年、2019年，定制化增材制造收入主要來自A大修廠、B大修廠，而在2020年，除了對(duì)A大修廠、B大修廠的銷售金額大幅增加外，對(duì)C大修廠及航百川系也增加了定制化增材制造的銷售。

招股書(申報(bào)稿)顯示，定制化增材制造中的機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務(wù)，2020年度戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁修復(fù)數(shù)量增加，因此收入較2019年快速增長(zhǎng);而在零部件生產(chǎn)制造方面，2020年先后完成航百川系客戶委托的服務(wù)項(xiàng)目，并向航百川系客戶交付靶材1137根，實(shí)現(xiàn)1256.66萬元的收入。

定制化增材制造形成主營(yíng)業(yè)務(wù)僅僅數(shù)年，那么該業(yè)務(wù)2020年的收入水平是否具有可持續(xù)性?對(duì)此超卓航科回復(fù)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪稱，未來隨著我國(guó)軍機(jī)需求規(guī)模的不斷增加，以及練兵備戰(zhàn)訓(xùn)練強(qiáng)度的增強(qiáng)，各機(jī)型維修保障需求也將進(jìn)一步提升，公司業(yè)務(wù)規(guī)模將隨之?dāng)U大，主營(yíng)業(yè)務(wù)具有持續(xù)性。

不過超卓航科也提示了相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，公司在報(bào)告期內(nèi)實(shí)現(xiàn)了冷噴涂增材制造技術(shù)在電子器件領(lǐng)域的靶材生產(chǎn)加工等領(lǐng)域的應(yīng)用，但業(yè)務(wù)規(guī)模相對(duì)較小。由于公司自設(shè)立以來主要專注于航空維修保障領(lǐng)域，在電子器件等其他領(lǐng)域的市場(chǎng)積累不足，存在市場(chǎng)開拓不達(dá)預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)。

超卓航科的主營(yíng)業(yè)務(wù)

公司是國(guó)內(nèi)少數(shù)掌握冷噴涂增材制造技術(shù)并產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用在航空器維修再制造領(lǐng)域的企業(yè)之一，主要從事定制化增材制造和機(jī)載設(shè)備維修業(yè)務(wù)。自設(shè)立以來，公司專注于航空機(jī)載設(shè)備維修，主要從事軍用及民用航空器氣動(dòng)附件、液壓附件、燃油附件和電氣附件的維修業(yè)務(wù)。與此同時(shí)，公司經(jīng)過多年研發(fā)創(chuàng)新，通過產(chǎn)線定制化設(shè)計(jì)、原材料供應(yīng)鏈與原材料質(zhì)量檢測(cè)體系的構(gòu)建、金屬粉末的配制和改性、冷噴涂工藝參數(shù)的研發(fā)以及基體材質(zhì)的適配性研究，實(shí)現(xiàn)了多種金屬材料的高強(qiáng)度沉積，建立了公司冷噴涂增材制造技術(shù)體系，并將該技術(shù)成功應(yīng)用于機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造領(lǐng)域。

冷噴涂增材制造技術(shù)是一種基于高速粒子固態(tài)沉積的涂層制備方法。噴涂粒子在固態(tài)下碰撞基體，經(jīng)過劇烈的塑性變形而沉積形成涂層。冷噴涂增材制造技術(shù)對(duì)基體不形成熱影響，可作為近凈成形技術(shù)直接噴涂制備塊材和零部件，在防護(hù)涂層和功能涂層的制備、裝備制造和再制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前冷噴涂增材制造技術(shù)已經(jīng)在美國(guó)、歐洲、澳洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)用于直升機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)、潛艇等軍事裝備修復(fù)再制造領(lǐng)域。

冷噴涂增材制造過程示意圖如下：



基于對(duì)冷噴涂等增材制造技術(shù)的成熟運(yùn)用，公司不斷開發(fā)和拓展增材制造技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景和下游市場(chǎng)，在報(bào)告期內(nèi)研發(fā)出適用于電子器件領(lǐng)域的靶材和適用于航空高溫、高壓環(huán)境的航空緊固件產(chǎn)品。

公司深耕航空領(lǐng)域十余年，已獲得了中國(guó)民用航空局（CAAC）、美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）等全球主流適航標(biāo)準(zhǔn)制定主體頒發(fā)的維修許可資質(zhì)，同時(shí)取得了軍品業(yè)務(wù)相關(guān)資質(zhì)，具備民用與軍用航空器維修許可資質(zhì)。

公司系高新技術(shù)企業(yè)，被認(rèn)定為國(guó)家企業(yè)技術(shù)中心。公司利用冷噴涂增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)多型號(hào)戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁疲勞裂紋的修復(fù)再制造，修復(fù)效果通過了由空軍裝備部、實(shí)戰(zhàn)部隊(duì)、我國(guó)航空航天高等院校及科研院所以及基地級(jí)大修廠的專家組成的技術(shù)評(píng)審團(tuán)的狀態(tài)鑒定，是中國(guó)空軍裝備部下屬 A、B 基地級(jí)大修廠多型軍機(jī)起落架大梁疲勞裂紋修復(fù)再制造的唯一供應(yīng)商，為我國(guó)軍方單位增加了數(shù)十萬飛行小時(shí)的飛行資源，創(chuàng)造了顯著的軍事效益和經(jīng)濟(jì)效益，行業(yè)地位突出。

現(xiàn)階段，公司主要服務(wù)于軍方及其下屬飛機(jī)大修廠、軍工集團(tuán)下屬單位以及民用航空運(yùn)營(yíng)企業(yè)等客戶。未來，公司將在定制化增材制造和機(jī)載設(shè)備維修業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，加大技術(shù)創(chuàng)新力度，擴(kuò)展公司業(yè)務(wù)領(lǐng)域，努力實(shí)現(xiàn)“成為中國(guó)增材制造技術(shù)多場(chǎng)景應(yīng)用專家”的愿景。

目前階段，公司提供的主要服務(wù)及產(chǎn)品如下：

（1）定制化增材制造

公司根據(jù)不同客戶需求，為客戶提供多場(chǎng)景、多領(lǐng)域的定制化增材制造產(chǎn)品及服務(wù)，具體包括機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造、零部件生產(chǎn)制造，涵蓋航空、靶材等領(lǐng)域，同時(shí)也可為客戶提供相應(yīng)技術(shù)咨詢服務(wù)。

1）機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造
公司機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務(wù)主要利用冷噴涂增材制造技術(shù)在航空器受損結(jié)構(gòu)疲勞裂紋處原位生長(zhǎng)出高致密性和原金屬基材力學(xué)性能相適配的合金體或合金涂層，達(dá)到修復(fù)并提升航空器結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和使用壽命的效果。

①經(jīng)公司修復(fù)后的結(jié)構(gòu)件耐久性、使用壽命達(dá)到甚至超越原有設(shè)計(jì)水平冷噴涂增材制造技術(shù)以高速氣體作為加速介質(zhì)，將噴涂粉末經(jīng)送粉氣體送入噴槍，經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的噴嘴加速后，形成氣、固兩相超音速射流，噴向基體表面，射流中金屬粒子在固態(tài)下碰撞基體，動(dòng)能在撞擊瞬間轉(zhuǎn)化為顆粒高速應(yīng)變的內(nèi)能，產(chǎn)生劇烈塑性變形，與界面上基體粗糙表面進(jìn)行耦合作用，形成機(jī)械咬合、物理結(jié)合和冶金結(jié)合，最終形成沉積涂層。

在冷噴涂增材制造技術(shù)運(yùn)用在機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造領(lǐng)域之前，機(jī)體結(jié)構(gòu)主要通過焊接、鉚接加強(qiáng)塊、復(fù)合材料膠接等傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。冷噴涂增材制造技術(shù)與傳統(tǒng)維修技術(shù)相比，被修復(fù)的結(jié)構(gòu)件在冷噴涂增材制造過程中全程處于低溫狀態(tài)，無氧化燒損、無打孔破壞，避免了焊接高溫等方式對(duì)基體材料的熱損傷、鉚接加強(qiáng)塊打孔等方式對(duì)基體造成的附加損傷，比復(fù)合材料膠接等方式具有更強(qiáng)的涂層強(qiáng)度。冷噴涂增材制造技術(shù)在修復(fù)過程中不產(chǎn)生火花、高溫，可適應(yīng)多種修復(fù)場(chǎng)景。冷噴涂增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了航空器結(jié)構(gòu)件功能性、可靠性的全面提升，針對(duì)某些受損件的特定故障模式，經(jīng)公司冷噴涂增材制造技術(shù)修復(fù)后的結(jié)構(gòu)件耐久性、使用壽命達(dá)到甚至超越了原結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)水平。

與此同時(shí)，基于戰(zhàn)機(jī)移動(dòng)作戰(zhàn)、原地?fù)屝薜谋Ｕ闲枨螅�以及部分飛機(jī)結(jié)構(gòu)不可拆卸、無法移動(dòng)到維修企業(yè)車間的特點(diǎn)，公司自主研發(fā)了基于冷噴涂技術(shù)的重型移動(dòng)增材制造平臺(tái)，具備長(zhǎng)途公路運(yùn)輸、實(shí)時(shí)展開作業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)了在飛機(jī)場(chǎng)站、基地等全地形場(chǎng)景對(duì)大型軍用飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋修復(fù)再制造。

②公司機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務(wù)主要為我國(guó)多型號(hào)戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁疲勞裂紋提供修復(fù)服務(wù)

公司冷噴涂增材制造技術(shù)應(yīng)用于戰(zhàn)機(jī)起落架大梁疲勞裂紋修復(fù)主要有以下優(yōu)勢(shì)：

A、原位修復(fù)能力。起落架大梁系飛機(jī)主結(jié)構(gòu)件，無法通過切割、拆卸等方式進(jìn)行替換修理。公司通過冷噴涂增材制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鋁合金涂層的逐層堆疊，在疲勞裂紋處原位生長(zhǎng)出合金體，可在不拆卸主結(jié)構(gòu)件的情況下，以原位修復(fù)的方式對(duì)起落架大梁裂紋完成修復(fù)。

B、安全無損修復(fù)。起落架大梁主要由熔點(diǎn)較低的鋁合金構(gòu)成，且位于飛機(jī)油箱附近。冷噴涂增材制造技術(shù)通過低溫固態(tài)沉積方式對(duì)起落架大梁疲勞裂紋進(jìn)行修復(fù)，無需進(jìn)行鉆孔、鉚接，不會(huì)對(duì)起落架大梁造成熱損傷或二次破壞，也不存在高溫環(huán)境導(dǎo)致油箱爆炸的隱患，實(shí)現(xiàn)安全無損修復(fù)。

C、涂層強(qiáng)度提升。起落架大梁作為支撐飛機(jī)起飛和著陸的承力結(jié)構(gòu)件，在長(zhǎng)期承受交變載荷下，極易出現(xiàn)疲勞裂紋。公司運(yùn)用冷噴涂增材制造技術(shù)，在裂紋部位原位制造出高致密性和原金屬材料力學(xué)性能相適配的合金體，分擔(dān)裂紋部位載荷、消除疲勞裂紋尖端張開應(yīng)力，阻斷裂紋擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度恢復(fù)和可靠性、壽命的提升。

報(bào)告期內(nèi)，公司已完成一定規(guī)模的我國(guó)多型號(hào)戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁疲勞裂紋修復(fù)工作，為部隊(duì)增加了數(shù)十萬飛行小時(shí)的飛行資源，為我國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)群的延壽做出了貢獻(xiàn)。經(jīng)中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)下屬某戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)研究所試驗(yàn)測(cè)試后，公司修復(fù)的起落架大梁可實(shí)現(xiàn)的起落次數(shù)達(dá)到了原設(shè)計(jì)值的 3 倍。

戰(zhàn)斗機(jī)起落架梁（主要修復(fù)部位）示意圖如下：



2）零部件生產(chǎn)制造

公司基于對(duì)冷噴涂、熱噴涂等表面處理工程技術(shù)的深入理解，自行設(shè)計(jì)、建造柔性噴涂生產(chǎn)線，根據(jù)不同產(chǎn)品類型的噴涂需求，對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造、升級(jí)，提高設(shè)備兼容性，通過切換部分噴涂設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多類型產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。除應(yīng)用于機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造領(lǐng)域外，公司亦將冷噴涂、熱噴涂等增材制造技術(shù)應(yīng)用于航空緊固件和靶材等零部件的生產(chǎn)制造領(lǐng)域。

①航空緊固件

公司為我國(guó)多型戰(zhàn)機(jī)制造耐高溫、高壓、耐腐蝕的卡箍產(chǎn)品，應(yīng)用于環(huán)控系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的管路連接。該卡箍產(chǎn)品主要在高濕度、高壓以及高鹽霧環(huán)境下使用，較為惡劣的使用環(huán)境對(duì)卡箍的耐腐蝕、耐高溫、耐高壓性能有著較高要求。

公司運(yùn)用超硬超韌碳化鎢涂層技術(shù)等熱噴涂技術(shù)，以超音速空氣火焰噴涂為媒介，在卡箍產(chǎn)品表面制備高致密碳化鎢涂層，以提升卡箍耐腐蝕、耐高溫、耐磨損等性能。公司制備的超硬超韌碳化鎢涂層孔隙率小、結(jié)合強(qiáng)度高，耐磨性能超過電鍍硬鉻涂層，能夠長(zhǎng)時(shí)間保持卡箍的耐腐蝕、耐磨損等性能。

②靶材

公司針對(duì)濺射靶材的性能要求，利用冷噴涂增材制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，研發(fā)出了基于冷噴涂成形的靶材制造工藝。該工藝具有加工溫度低、無元素氧化燒損、涂層結(jié)構(gòu)致密、涂層內(nèi)應(yīng)力小、涂層厚度可控等特點(diǎn)，在靶材成分控制、回收靶再生利用等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

目前，公司已形成冷噴涂鋁靶、鉻靶及合金靶的批量生產(chǎn)加工能力。



報(bào)告期內(nèi)，公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入來自定制化增材制造、機(jī)載設(shè)備維修兩類，

具體情況如下：


航空器及航空器部件維修與再制造行業(yè)概況

航空器及航空器部件維修與再制造包括對(duì)飛機(jī)及其技術(shù)裝備進(jìn)行維護(hù)、修理和再制造，是飛機(jī)使用的前提和必要條件，是航空業(yè)的重要組成部分。

航空器及航空器部件維修與再制造的主要內(nèi)容如下：



航空器及航空器部件維修與再制造行業(yè)中的市場(chǎng)規(guī)模占比情況如下：



機(jī)體大修及改裝主要是對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)的維修及再制造。機(jī)體結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、起落架等，上述結(jié)構(gòu)件對(duì)于承受飛行載荷、地面載荷、增壓載荷和操縱載荷具有重要作用。機(jī)體結(jié)構(gòu)損傷主要為疲勞裂紋。疲勞裂紋是指機(jī)體結(jié)構(gòu)在交變載荷持續(xù)作用下所引起的裂紋及其擴(kuò)展。針對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋，維修企業(yè)需查明機(jī)體結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋情況，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)損傷部位進(jìn)行抗疲勞耐久性修復(fù)，以延長(zhǎng)飛機(jī)的使用壽命。

部件附件維修主要是對(duì)機(jī)載電子和機(jī)械設(shè)備等部附件的維修。通常由業(yè)主將拆下的部件送到部件維修單位或車間后，經(jīng)過排故、換件、修理和測(cè)試等工作后重新成為可用件并取得適航放行證書，需要時(shí)即可裝機(jī)使用。

增材制造技術(shù)在航空器及航空器部件維修再制造中的應(yīng)用情況

隨著航空等領(lǐng)域的快速發(fā)展，航空器構(gòu)造也逐步向高性能、復(fù)雜結(jié)構(gòu)方向邁進(jìn)，對(duì)配套的機(jī)載設(shè)備、機(jī)體結(jié)構(gòu)維修再制造技術(shù)提出了更高要求。多年來，機(jī)體結(jié)構(gòu)、機(jī)載設(shè)備的損傷維修主要通過焊接、鉚接加強(qiáng)塊、復(fù)合材料膠接等傳統(tǒng)技術(shù)來完成，由于該類技術(shù)對(duì)飛機(jī)復(fù)雜機(jī)體結(jié)構(gòu)的可達(dá)性差，修復(fù)鋁鎂合金等易氧化、低熔點(diǎn)的材料時(shí)，極易產(chǎn)生焊接裂紋，其較大的熱應(yīng)力也會(huì)對(duì)基體造成變形和熱損傷，修復(fù)后的抗疲勞性能、結(jié)合強(qiáng)度也不能滿足關(guān)鍵主承力結(jié)構(gòu)的載荷要求。因此，傳統(tǒng)維修技術(shù)無法滿足戰(zhàn)機(jī)核心結(jié)構(gòu)件的維修需求。

與傳統(tǒng)維修技術(shù)相比，被修復(fù)的結(jié)構(gòu)件在冷噴涂增材制造過程中全程處于低溫狀態(tài)，無氧化燒損、無打孔破壞，避免了焊接高溫等方式對(duì)基體材料的熱損傷、鉚接加強(qiáng)塊、打止裂孔等方式對(duì)基體造成的附加損傷，比復(fù)合材料膠接等方式具有更強(qiáng)的涂層強(qiáng)度。冷噴涂增材制造技術(shù)在修復(fù)過程中不產(chǎn)生火花、高溫，可適應(yīng)多種修復(fù)場(chǎng)景。

增材制造技術(shù)主要包括冷噴涂成形、熱噴涂成形、高能束流（激光束與電子束）增材制造、氣相沉積等技術(shù)路線。公司主要通過冷噴涂增材制造技術(shù)進(jìn)行航空機(jī)體結(jié)構(gòu)損傷修復(fù)、加工靶材，通過熱噴涂技術(shù)制造航空緊固件。


（1）冷噴涂增材制造技術(shù)

冷噴涂增材制造技術(shù)以高速氣體作為加速介質(zhì)，將噴涂粉末經(jīng)送粉氣體送入噴槍，經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的噴嘴加速后，形成氣、固兩相超音速射流，噴向基體表面，射流中金屬粒子在固態(tài)下碰撞基體，動(dòng)能在撞擊瞬間轉(zhuǎn)化為顆粒高速應(yīng)變的內(nèi)能，產(chǎn)生劇烈塑性變形，與界面上基體粗糙表面進(jìn)行耦合作用，形成機(jī)械咬合、物理結(jié)合和冶金結(jié)合，最終形成沉積涂層。

冷噴涂技術(shù)在航空機(jī)體復(fù)雜結(jié)構(gòu)件中的修復(fù)中具有領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景，主要基于以下顯著技術(shù)特點(diǎn)：1）安全無損修復(fù)：冷噴涂增材制造技術(shù)通過低溫固態(tài)沉積方式對(duì)起落架大梁疲勞裂紋進(jìn)行修復(fù)，無需進(jìn)行鉆孔、鉚接，不會(huì)對(duì)起落架大梁造成熱損傷或二次破壞，也不存在高溫環(huán)境導(dǎo)致油箱爆炸的隱患，實(shí)現(xiàn)安全無損修復(fù)；2）原位修復(fù)能力：冷噴涂增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鋁合金涂層的逐層堆疊，在疲勞裂紋處原位生長(zhǎng)出合金體，可在不拆卸主結(jié)構(gòu)件的情況下，以原位修復(fù)的方式對(duì)起落架大梁疲勞裂紋完成修復(fù)；3）涂層強(qiáng)度提升：冷噴涂增材制造技術(shù)可在裂紋部位原位制造出高致密性和原金屬材料力學(xué)性能相適配的合金體，分擔(dān)裂紋部位載荷、消除疲勞裂紋尖端張開應(yīng)力，阻斷裂紋擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度恢復(fù)和可靠性、壽命的提升。

近年來，冷噴涂增材制造技術(shù)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已得到專業(yè)化運(yùn)用。美國(guó)科珀斯克里斯蒂市陸軍基地使用冷噴涂增材制造技術(shù)修復(fù)了 UH-60“黑鷹”、AH-64
“阿帕奇”及西科斯基 H-53 等軍用飛機(jī)，使用冷噴涂增材制造技術(shù)對(duì)鋁鑄件及檢修面板進(jìn)行維修，延長(zhǎng)了美國(guó)空軍 F-18 戰(zhàn)斗機(jī)和 B1-B 轟炸機(jī)等飛機(jī)的使用壽
命；歐洲運(yùn)用冷噴涂工藝進(jìn)行狂風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)的修復(fù)，歐洲航天局也資助愛爾蘭都柏林三一學(xué)院進(jìn)行冷噴涂應(yīng)用于金屬零部件的增材制造研究；澳大利亞 ASC 造船
廠亦計(jì)劃與國(guó)防材料研究中心以及聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織合作采用冷噴涂增材制造技術(shù)維修“柯林斯”級(jí)潛艇。


（2）熱噴涂技術(shù)

熱噴涂技術(shù)是使基體或零件表面強(qiáng)化和防護(hù)的一門技術(shù)，它是利用熱源將噴涂材料加熱熔化或軟化，使之在熱源或外加的高速氣流的作用下霧化，形成熔滴，并以一定速度噴射到預(yù)處理過的基體表面，形成具有一定結(jié)合強(qiáng)度涂層的工藝方法。目前，熱噴涂技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造、石油化工等領(lǐng)域，作為可顯著提升零部件表面性能的有效技術(shù)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。熱噴涂技術(shù)的需求及應(yīng)用端呈現(xiàn)快速擴(kuò)展態(tài)勢(shì)，為其市場(chǎng)規(guī)模的持續(xù)增長(zhǎng)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

核心技術(shù)具體情況及其先進(jìn)性表征

（1）低壓冷噴涂增材制造技術(shù)公司通過自主研發(fā)，掌握了冷噴涂技術(shù)原理、關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)思路、冷噴涂應(yīng)用體系，并通過工程實(shí)踐，開發(fā)了以低壓冷噴涂增材制造技術(shù)為基礎(chǔ)的航空零部件損傷再制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了冷噴涂增材制造技術(shù)在航空器上的工程化應(yīng)用。冷噴涂增材制造技術(shù)主要應(yīng)用于失效零部件的腐蝕損傷修復(fù)再制造，相較于傳統(tǒng)的焊接、電鍍等修復(fù)工藝，具有噴涂體結(jié)合強(qiáng)度高、噴涂粒子尺寸可精準(zhǔn)控制、修復(fù)速度快、對(duì)基體的熱影響小等優(yōu)勢(shì)，可全面恢復(fù)零部件的使用性能，延長(zhǎng)服役時(shí)間。

（2）高強(qiáng)鋁合金高壓冷噴涂增材制造技術(shù)2017 年，針對(duì)航空裝備承力結(jié)構(gòu)疲勞裂紋的修復(fù)參數(shù)要求，公司在低壓冷噴涂增材制造技術(shù)基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了高強(qiáng)鋁合金高壓冷噴涂增材制造技術(shù)。高壓冷噴涂通常指噴涂壓力在 2-5MPa 范圍的冷噴涂增材制造技術(shù)，相較于低壓冷噴涂增材制造技術(shù)，高壓冷噴涂增材制造技術(shù)集成了粉末預(yù)處理系統(tǒng)和高壓高純氦氣動(dòng)力源，突破微米級(jí)金屬粒子短距離加速技術(shù)瓶頸，優(yōu)化高速射流系統(tǒng)空氣動(dòng)力學(xué)特性，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)鋁合金高效、高致密沉積，制備的鋁合金涂層可逐層堆疊生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)大尺寸結(jié)構(gòu)的增材制造，噴涂體材質(zhì)更致密，涂層強(qiáng)度提升至400MPa 的水平，滿足了航空器機(jī)體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋的修復(fù)要求，實(shí)現(xiàn)了冷噴涂增材制造技術(shù)從零部件腐蝕損傷再制造向結(jié)構(gòu)件疲勞裂紋修復(fù)再制造的跨越。

（3）可移動(dòng)增材制造平臺(tái)設(shè)計(jì)及制造技術(shù)為滿足戰(zhàn)機(jī)起落架大梁修復(fù)需求，公司自主研發(fā)了基于冷噴涂的移動(dòng)增材制造平臺(tái)，平臺(tái)以戰(zhàn)時(shí)移動(dòng)方艙為模板，集成了高壓動(dòng)力氣源、專用冷噴涂增材制造系統(tǒng)、長(zhǎng)行程柱坐標(biāo)進(jìn)給系統(tǒng)、高精度工業(yè)機(jī)器人、局部環(huán)境控制系統(tǒng)、過程監(jiān)控系統(tǒng)及隨機(jī)檢測(cè)工具等模塊，實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)結(jié)構(gòu)件冷噴涂原位維修功能。冷噴涂移動(dòng)增材制造平臺(tái)具有以下特點(diǎn)：（1）環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，大修廠車間、機(jī)庫、場(chǎng)站甚至野外均能完成維修任務(wù)；（2）機(jī)動(dòng)性高，平臺(tái)以重型卡車作為移動(dòng)單元，具備越野能力，切換為運(yùn)輸模式時(shí)具有高效的到達(dá)能力，滿足航空裝備應(yīng)急搶修需求；（3）響應(yīng)速度塊，平臺(tái)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，可快速由運(yùn)輸模式切換為作業(yè)模式，在半小時(shí)內(nèi)可進(jìn)入作業(yè)狀態(tài)；（4）作業(yè)范圍大、精度高，長(zhǎng)行程柱坐標(biāo)進(jìn)給系統(tǒng)由頂升模塊、旋轉(zhuǎn)模塊和給進(jìn)模塊組成，配合高精度工業(yè)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)高精度、長(zhǎng)行程數(shù)控增材打印進(jìn)給，可在 7 米半徑 5 米高度范圍內(nèi)精準(zhǔn)作業(yè)，位置重復(fù)精度可達(dá) 0.5mm；（5）增材速度快，作業(yè)模式下，增材制造速度可達(dá)到 100 cm3/h；（6）實(shí)驗(yàn)室級(jí)修復(fù)水平，通過模塊化設(shè)計(jì)，充分利用維修方艙空間，通過小型化設(shè)計(jì)，集成高壓動(dòng)力氣源、專用冷噴涂增材制造系統(tǒng)、長(zhǎng)行程柱坐標(biāo)進(jìn)給系統(tǒng)、高精度工業(yè)機(jī)器人、局部環(huán)境控制系統(tǒng)、過程控制及監(jiān)視系統(tǒng)、隨機(jī)檢測(cè)工具等模塊，具備場(chǎng)站、機(jī)庫、基地甚至野外簡(jiǎn)易條件下獨(dú)立開展維修作業(yè)的能力，達(dá)到實(shí)驗(yàn)室級(jí)修復(fù)水平；（7）穩(wěn)定性好，長(zhǎng)行程柱坐標(biāo)給進(jìn)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)加入了液壓減震系統(tǒng)，并對(duì)結(jié)構(gòu)件剛性與噴涂設(shè)備自重進(jìn)行了匹配，能夠有效消除噴涂過程中噴槍高頻往復(fù)動(dòng)作時(shí)的設(shè)備振動(dòng)，保證噴涂穩(wěn)定性；（8）噴涂能力強(qiáng)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件維修部位一般在飛機(jī)內(nèi)部，原位維修作業(yè)空間復(fù)雜，需在密布管路的狹小油箱附近噴涂，移動(dòng)增材制造平臺(tái)上的噴涂設(shè)備配備了自制短距離噴槍，對(duì)恒壓差高速射流系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化，使其更加靈巧穩(wěn)定，滿足飛機(jī)機(jī)翼內(nèi)腔復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精度增材補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)需求，配合自主研發(fā)的短距離粉末加速技術(shù)，可滿足飛機(jī)機(jī)翼內(nèi)腔復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精度增材再制造；（9）無污染作業(yè)，局部環(huán)境控制系統(tǒng)配有自主研發(fā)的粉塵散逸回收技術(shù)，對(duì)噴涂過程金屬粉塵散逸進(jìn)行負(fù)壓控制回收，在噴涂作業(yè)時(shí)回收飛機(jī)內(nèi)部和外部散逸粉塵，避免金屬粉塵對(duì)機(jī)載精密電子、液壓傳動(dòng)設(shè)備等造成污染，從而具備飛機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)損傷原位增材修復(fù)能力。該設(shè)備的研制投產(chǎn)為航空結(jié)構(gòu)件原位維修及戰(zhàn)時(shí)搶修設(shè)備的技術(shù)革新打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（4）高性能涂層界面污染控制技術(shù)冷噴涂增材制造技術(shù)應(yīng)用于航空機(jī)體結(jié)構(gòu)再制造時(shí)，增材體與基體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度是保證產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵。公司針對(duì)界面強(qiáng)度需求，研究基體界面噴砂活化質(zhì)量多參數(shù)表征體系，研發(fā)取得高性能涂層界面污染控制技術(shù)。在噴涂過程中，通過噴涂過程參數(shù)設(shè)置、原料質(zhì)量控制、增加表面二次清理等工藝手段，對(duì)噴涂前處理工序進(jìn)行精細(xì)化控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)基體表面粗糙度、表面污染夾雜全面控制。公司成功將增材體與基材的界面結(jié)合強(qiáng)度提升到 100MPa 級(jí)別，確保了結(jié)構(gòu)件疲勞損傷修復(fù)的安全裕度，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)多型號(hào)戰(zhàn)斗機(jī)起落架大梁裂紋的再制造。

（5）疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù)航空機(jī)體結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)維修主要為半自動(dòng)化或人工手動(dòng)控制，維修人員的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)能力對(duì)維修結(jié)果存在較大影響。公司自主研發(fā)疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù)，根據(jù)疲勞裂紋的裂紋長(zhǎng)度，對(duì)每種長(zhǎng)度的疲勞裂紋進(jìn)行大量再制造試驗(yàn)、檢測(cè)，從而確定每種長(zhǎng)度疲勞裂紋的噴涂參數(shù)、噴涂體形狀以及噴涂體厚度等，并依托計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、儲(chǔ)存。航空機(jī)體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋再制造過程中，公司移動(dòng)增材制造平臺(tái)依托疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù)，根據(jù)裂紋長(zhǎng)度自動(dòng)確定噴涂參數(shù)，進(jìn)行疲勞裂紋再制造。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不同疲勞裂紋的自動(dòng)化修復(fù)，消除了因維修人員的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)能力差異造成的影響，提升了再制造的一致性、穩(wěn)定性以及精準(zhǔn)度。疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù)，提升了修理質(zhì)量穩(wěn)定性，有效消除增材體疲勞源區(qū)缺陷。此外，公司疲勞損傷自動(dòng)化修復(fù)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)精確控制，避免過度噴涂，進(jìn)一步提升了再制造效率。

（6）超硬超韌碳化鎢涂層技術(shù)為滿足航空零部件對(duì)耐磨性、耐腐蝕性的性能要求，公司自主研發(fā)了超韌超硬碳化鎢涂層技術(shù)。超韌超硬碳化鎢涂層技術(shù)是基于超音速空氣火焰噴涂技術(shù)（HVAF）制備高致密碳化鎢的涂層工藝，在耐磨性、耐腐蝕性方面均顯著超過傳統(tǒng)電鍍硬鉻涂層。相較于超音速氧氣火焰噴涂（HVOF），公司使用壓縮空氣代替氧氣做助燃?xì)怏w，噴槍采用氣冷方式，大幅度降低成本，噴涂溫度控制在較低范圍，公司制備的碳化鎢涂層致密度更高，可以在同等耐腐蝕、耐磨性要求的前提下，將涂層厚度減小到傳統(tǒng)技術(shù)的 1/10。目前，公司超硬超韌碳化鎢涂層技術(shù)已成功應(yīng)用于高溫高壓卡箍等產(chǎn)品。

（7）基于冷噴涂成形的粉末冶金技術(shù)針對(duì)傳統(tǒng)熱壓粉末冶金制品存在較多孔隙、內(nèi)氧化、夾雜等組織性能缺陷，公司研發(fā)了基于冷噴涂成形的粉末冶金技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了粉末無模具低溫成形。粉末顆粒通過冷噴涂增材制造技術(shù)，高速逐層塑性物理沉積，減少粉末間孔隙產(chǎn)生概率，獲得了致密金屬組織。由于成形溫度低，粉末在成形全過程不易與空氣中氧化性雜質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，制件內(nèi)氧化及有害物得到有效控制，具有更好的細(xì)微粒度和更高的材料密度，制件性能水平顯著優(yōu)于傳統(tǒng)粉末冶金。目前，基于冷噴涂成形的粉末冶金技術(shù)已應(yīng)用于濺射沉積用旋轉(zhuǎn)靶材生產(chǎn)。

（8）氣動(dòng)渦輪動(dòng)平衡與調(diào)試技術(shù)渦輪冷卻器作為空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，通過葉輪等部件的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，將氣體壓入渦輪內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)引自飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫壓縮空氣降溫，進(jìn)而為客艙、駕駛艙提供冷卻空氣的功能。葉輪與渦輪內(nèi)腔的間隙是決定渦輪運(yùn)行效率與壽命長(zhǎng)短的重要因素，間隙過大，壓縮功率不足，影響降溫效率；間隙過小，葉輪等部件將與渦輪內(nèi)腔發(fā)生摩擦、碰撞，造成葉輪損壞、渦輪卡滯，減少渦輪使用壽命。渦輪葉輪的平衡調(diào)試是高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件與內(nèi)腔間隙控制的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。公司通過大量實(shí)驗(yàn)、調(diào)試、驗(yàn)證平衡程序的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，優(yōu)化程序，調(diào)整渦輪內(nèi)腔剛性轉(zhuǎn)子質(zhì)量分配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪等高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件的殘余不平衡量的精準(zhǔn)控制，達(dá)到其與渦輪內(nèi)腔間隙的最佳狀態(tài)，并通過渦輪測(cè)試系統(tǒng)驗(yàn)證渦輪各項(xiàng)功能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)渦輪在 40,000~80,000rpm 的高轉(zhuǎn)速條件下長(zhǎng)時(shí)間、高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足了產(chǎn)品的延壽要求。

（9）液壓機(jī)載設(shè)備精密裝配技術(shù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓機(jī)載設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有精密耦合件多、附件尺寸小，精密度高等特點(diǎn)。公司經(jīng)過多年摸索積累，設(shè)計(jì)研發(fā)出一系列專用工裝夾具，通過對(duì)專用工裝夾具的針對(duì)性調(diào)試、優(yōu)化、取得了多項(xiàng)相關(guān)專利。通過對(duì)專用工裝夾具的運(yùn)用，公司實(shí)現(xiàn)了對(duì)液壓機(jī)載設(shè)備的尺寸精度、形位公差、配合間隙等參數(shù)的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而達(dá)到液壓泵、液壓控制器、活門等附件的精密裝配。憑借液壓機(jī)載設(shè)備精密裝配技術(shù)，公司液壓機(jī)載設(shè)備維修過程中，避免了因維修人員手工操作不穩(wěn)定，導(dǎo)致液壓機(jī)載設(shè)備維修一致性不足的缺陷，提升了裝配精度與穩(wěn)定性，增強(qiáng)了密封組件可靠性，滿足了液壓附件流量、壓力壓差、增益、反饋、滲漏等各項(xiàng)性能指標(biāo)要求，保障了液壓機(jī)載設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

募集資金投資項(xiàng)目的具體情況

2020 年 11 月，公司與襄陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)簽訂《項(xiàng)目進(jìn)區(qū)協(xié)議》，約定公司擬在襄陽高新區(qū)內(nèi)投資襄陽增材制造產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，總投資 5 億元。公司本次募集資金投資項(xiàng)目屬于該項(xiàng)目的子項(xiàng)目之一，增材制造生產(chǎn)基地項(xiàng)目項(xiàng)目 21,885.19 萬元，鈦合金粉末的冷噴涂工藝開發(fā)項(xiàng)目 3,068.09 萬元，高性能靶材研發(fā)中心建設(shè)項(xiàng)目 2,964.49 萬元，合計(jì) 27,917.77 萬元。


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