鉑力特金屬3D打印技術(shù)路線和進展

南極熊發(fā)現(xiàn)，在鉑力特的2024年財報中，可以看到他們在金屬3D打印領(lǐng)域取得了設(shè)備、材料、工藝、軟件、應(yīng)用等方面的全方位發(fā)展。

金屬增材制造是增材制造技術(shù)最重要的一個分支。是以金屬粉末/絲材為原料，以高能束（激光/電子束/電弧/等離子束等）作為能量源，以計算機三維 CAD 數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，運用離散－堆積的原理，在軟件與數(shù)控系統(tǒng)的控制下將材料熔化逐層堆積，來制造高性能金屬構(gòu)件的新型制造技術(shù)。金屬增材制造主要分為粉末床成形以及同步材料送進成形。粉末床又主要包括選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）、選擇性激光熔化成形技術(shù)（PBF-LB/M）以及電子束選區(qū)熔化技術(shù)（EBSM）。同步材料送進成形包括激光立體成形技術(shù)（DED-LB/M）、電子束熔絲沉積技術(shù)（EBFF）以及電弧增材制造技術(shù)（WAAM）。報告期內(nèi)在行業(yè)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有其它新技術(shù)路線報道。

鉑力特主要開展選擇性激光熔化成形（PBF-LB/M）和激光立體成形（DED-LB/M）技術(shù)以及電弧增材制造技術(shù)（WAAM）相關(guān)粉末材料、裝備、工藝技術(shù)、定制化產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計以及軟件開發(fā)等技術(shù)研究。選擇性激光熔化成形技術(shù)具有精度高、復(fù)雜結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)性強等特點，在復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域優(yōu)勢顯著，因此隨著航空航天領(lǐng)域?qū)Υ蟪叽缇�密�?gòu)件的需求，國內(nèi)外均在致力于大尺寸多光束激光選區(qū)熔化成形裝備及工藝技術(shù)研究。目前國內(nèi)外已有1500mm 的設(shè)備，但是激光器數(shù)量少、處于樣機階段、暫時沒有經(jīng)過大量的工程驗證。德國 EOS 公司的3D 打印機在歐美市場的占有率超過 40%，EOSAMCMM4K 的成形尺寸為 450mmx450mmx1000mm，是M-400-4 的升級版本。其采用 4 激光系統(tǒng)，單個激光器功率可達 1000W，由此實現(xiàn) 4 激光高效的工業(yè)化成形應(yīng)用。荷蘭的AdditiveIndustriesMetalFAB-600 成形尺寸為 600mmx600mmx1000mm，使用10 個激光器，成形效率達到 1000cc/h。德國 SLM Solutions 公司專注于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)，這一技術(shù)上有著多項專利。SLMSolutions 發(fā)布信息 3D 打印設(shè)備 SLM-NXGXII600，該設(shè)備配備了12 臺1Kw 的激光器和一個 600mmx600mmx600mm 的成型艙室。此設(shè)備主要用于大尺寸零件的批量化生產(chǎn)。報告期內(nèi)，公司針對超高尺寸零部件一體化制造的數(shù)米級 24 光設(shè)備 BLT-S825，BLT-S825 的成形尺寸為850mmx850mmx2500mm（W×D×H），凈成形高度突破 2.5m，支持 100μm 大層厚打印，最大成形效率可達 870cm³/h，成形更高效，并配置了高品質(zhì)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，為空天零部件制造護航。在2025TCT Asia 展會上，鉑力特正式發(fā)布新一代工業(yè)級金屬 3D 打印設(shè)備 BLT-S1025，這款設(shè)備不僅延續(xù)了 BLT-S1000 的穩(wěn)定性能，更在成形尺寸、激光配置、生產(chǎn)效率等方面實現(xiàn)了全面突破。設(shè)備的凈成形高度從 BLT-S1000 的 1500mm 提升至 2500mm，進一步拓寬了超大尺寸零件的一體成形能力。激光器配置升級為 26 光和 32 光方案，大幅縮短打印周期，提升成形效率，滿足航空航天等先進制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求，邁向金屬 3D 打印“大生產(chǎn)時代”的新臺階。因此，大尺寸、多激光的高效增材制造裝備是未來的發(fā)展趨勢。總體上國內(nèi)已實現(xiàn)裝備整機層面國產(chǎn)化，與國外同類型裝備對比，成形尺寸、成形效率、智能化水平等優(yōu)于國外裝備，整體穩(wěn)定性程度也越來越好。裝備專用軟件、激光器、掃描振鏡等核心器件等已實現(xiàn)國產(chǎn)，但需要進行長時間應(yīng)用驗證、迭代提升。選擇性激光熔化工藝技術(shù)方面，突破了航空飛機發(fā)動機大尺寸、薄壁、復(fù)雜鈦合金結(jié)構(gòu)件成形變形控制技術(shù)，零件結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求，力學(xué)性能滿足使用要求，還需進行產(chǎn)品考核驗證試驗，促進工程化應(yīng)用；突破航天發(fā)動機構(gòu)件低成本制造以及批量化制造質(zhì)量控制技術(shù)，產(chǎn)品成本實現(xiàn)降低、質(zhì)量提升。

激光立體成形技術(shù)（DED-LB/M）可一體化成形大尺寸零件，具有制造柔性化程度高，生產(chǎn)效率高，研制周期短，制造成本低，成形的制件質(zhì)量精度、力學(xué)性能優(yōu)等特點，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶機械等行業(yè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的研制、生產(chǎn)以及高性能部件的修復(fù)和大型航空航天零部件的直接制造。BLT-C 系列設(shè)備是鉑力特開發(fā)的針對激光直接沉積成形/激光熔覆/激光修復(fù)等場景的激光立體成形設(shè)備，專注于航空航天和科研領(lǐng)域，現(xiàn)已推出 BLT-C400、BLT-C600、BLT-C1000、BLT-C2015、BLT-C2520、BLT-C3000 等不同成形尺寸的近十個型號設(shè)備，設(shè)備最大成形尺寸近4m。其中 BLT-C400、BLT-C600、BLT-C1000 適用于航空航天領(lǐng)域中小尺寸零件的快速成形及修復(fù)。在零件修復(fù)方面，BLT-C 系列設(shè)備開發(fā)了輔助修復(fù)功能和自動修復(fù)功能，輔助修復(fù)功能可以大幅縮減修復(fù)區(qū)采點-修復(fù)模型處理-修復(fù)程序處理時間；自動修復(fù)功能則通過高精度數(shù)據(jù)采集及算法重構(gòu)。報告期內(nèi)，激光立體成形技術(shù)助力批量葉片精準修復(fù)。目前，公司DED-LB/M 設(shè)備滿足各類大尺寸復(fù)雜零部件的高效生產(chǎn)需求，為航空航天、高�？蒲械阮I(lǐng)域客戶高性能零部件研制、生產(chǎn)及修復(fù)提供高質(zhì)量、低成本的金屬增材制造全套解決方案。

電弧增材制造技術(shù)（WAAM）是一種基于逐層堆焊的快速成形技術(shù)，具有對設(shè)計的響應(yīng)快，成形尺寸大，成形效率高，絲材利用率高，制造周期短、成本低等特點。鉑力特力求為復(fù)雜大尺寸零件提供更多種工藝技術(shù)的制造解決方案，目前在 WAAM 技術(shù)方面經(jīng)驗成熟，已交付各類零件數(shù)百件，并實現(xiàn)工程化應(yīng)用。其中 BLT-W4000 的成形尺寸為 2000mm×2000mm×3000mm（W×D×H），BLT-W2520 的成形尺寸為 3600mm×3600mm×1500mm（W×D×H） ，BLT-W2000 的成形尺寸為1000mm×1000mm×2700mm（W×D×H）或 1200mm×1200mm×1500mm（W×D×H），滿足各類復(fù)雜零部件的高效生產(chǎn)需要。鉑力特已幫助航空航天、機械、石油重工等領(lǐng)域客戶實現(xiàn)工程化應(yīng)用零部件的高效生產(chǎn)，零部件相關(guān)性能測試一次性通過客戶驗收。報告期內(nèi)，鉑力特助力天津大學(xué)發(fā)表WAAM 研究新進展。

2024 年公司增材制造技術(shù)在人形機器人、低空經(jīng)濟、商業(yè)航天等應(yīng)用領(lǐng)域獲得多項進展，鉑力特為商業(yè)航天客戶加快零部件研發(fā)迭代、提高裝備的性能與可靠性，降低生產(chǎn)成本等方面提供有力支持。在材料方面，鉑力特推出適用于航空航天領(lǐng)域的 BLT-GH4169、BLT-GH3536 等高溫合金材料以及 BLT-Ti64、BLT-Ti65、BLT-Ti2AlNb 等鈦合金材料。在設(shè)備方面，鉑力特BLT-S系列設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于多個商業(yè)航天項目，滿足商業(yè)航天用戶組合制造、快速研制和批量生產(chǎn)等多樣化的生產(chǎn)需求。金屬 3D 打印技術(shù)加工商業(yè)航天大尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耐高溫材料零部件時具有先天優(yōu)勢，已逐漸成為零部件研制、批產(chǎn)的常態(tài)加工手段。與人工智能領(lǐng)域頭部企業(yè)建立合作，共同發(fā)掘機器人方向增材制造應(yīng)用場景，目標通過輕量化/集成化/結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計制造，提升人形機器人整體性能，降低制造成本和生產(chǎn)周期，報告期內(nèi)實現(xiàn)在多個類型、部位上進行了驗證、試制和測試，取得顯著進展。并且首次亮相 2024 世界機器人大會，展示的機器人肩支架、胸骨、小臂、大腿、手指關(guān)節(jié)等零件，體現(xiàn)了增材制造定制化制造在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。增材制造技術(shù)是未來制造前進的方向，是技術(shù)和時代發(fā)展大勢所趨。

隨著信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，新業(yè)態(tài)悄然興起，為提高增材制造全流程標準化管控水平，公司在生產(chǎn)經(jīng)營過程進一步融合數(shù)字化、自動化、智能化生產(chǎn)管控技術(shù)。增材制造基于自身數(shù)字化與智能化結(jié)合的特征，快速適應(yīng)新型制造模式，已初步實現(xiàn)智能制造，在未來隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展，智能工廠將與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造結(jié)合，構(gòu)建面向云定制的分布式智能產(chǎn)線協(xié)調(diào)管控體系，以及基于 5G 網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)可察、風險可辨、未來可測、生產(chǎn)流程可控的智能化綜合運營系統(tǒng)是增材制造的新型制造模式，從而實現(xiàn)從定制化向批量化、制造化向服務(wù)化以及向制造無人化的制造過程轉(zhuǎn)化。