【SND明星企业巡礼•寻访“独角兽”】苏州倍丰激光：自主研发“打印”全球首

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“世界上第一台全尺寸3d打印飞机发动机”“成功突破钨合金3d打印技术难题”...近日，记者走进高新区企业苏州北丰激光科技有限公司，对这一解决方案进行了不到3年的探索。2019年荣获“江苏省苏南自主创新示范区潜在独角兽企业认定”荣誉企业和苏州“独角兽”培育企业，见证“独角兽”如何在金属3d印刷领域倍增。 从设计和制造世界上第一台全尺寸3d打印涡轮喷气发动机，它赢得了法国萨夫兰创新一等奖，并已小批量生产和成功应用于飞机 通过整体集成设计和仿真设计，北丰激光不仅将发动机原有的200个零件减少到今天的十几个，而且重量也减轻了约15% 3d打印引擎，软件是第一个挑战 “目前，国内3d打印公司普遍使用国外进口软件，因此在掌握3d打印参数的关键技术方面存在一定的局限性 据北丰激光运营经理孙明峰介绍，公司团队经过多年的技术积累，自主开发了一套设备控制软件，彻底打破了国外的技术封锁 “我们在设置整套软件和产品参数方面拥有独立性 这意味着当印刷新材料或改变一些参数时，我们拥有完全独立的自主权，与进口软件处于同一水平 因此，我们可以根据发动机不同位置的工作条件和性能要求来设计产品机构和材料，并自主优化镍基合金、钛合金等材料的工艺参数，以保证3d打印部件的各项机械性能符合航空空标准 除了飞机发动机，北丰激光还成功实现了中国第一台重型燃气轮机集成成型空核心叶片的3d打印 叶片由高温合金材料制成。叶片的外部由复杂的曲面组成，叶片的内部由复杂的内流道组成。叶片为双层空芯薄壁结构，周围有900多个不同大小的孔 传统的制造技术通常通过结合复杂的工艺来完成，例如铸造、焊接和钻孔。刀片的开发周期通常为12个月，失败的风险很高 北丰激光通过自主开发的软件实现了多次迭代模拟，完成了超低残余应力三维打印模型的设计。同时，它克服了复杂曲面、内流道和超级气孔的技术难题 “最终，我们仅用3个月时间就完成了12个刀片的试生产，将生存开发周期缩短了90%以上，打印合格率达到100%，成功完成了项目 ”孙明峰自豪地说道 自主研发和技术集成的祝福使北丰激光突破了行业的技术瓶颈 北丰激光自2017年9月落户高新区以来，充分发挥了其3d打印技术的科研积累、产业背景、团队和技术优势，开展了与金属3d打印产业链相关的硬件、软件和制造流程的研发 目前，公司的主要研发业务已经扩展到空航空航天和医疗领域，并开始为金属3d打印行业提供全产业链解决方案服务 “例如，在医疗领域，我们最近成功印刷了对成像清晰度有直接影响的医用ct扫描仪的重要组件——钨合金防散射格栅。经测试，印刷件的各项数据均符合工业应用标准。随后，该组件将被放入ct扫描仪进行批量应用。 孙明峰表示，传统的抗散射网格结构是由二维切片组成，这种结构极难加工，也难以保证抗散射要求 在高速旋转的框架上，抗散射网格容易发生结构变形，影响图像质量 同时，抗散射栅结通常由钨合金制成，其极高的硬度和熔点使其在3d打印时很容易开裂 经过大量的材料研究和工艺路线设计，北丰激光成功突破了钨合金3d打印的技术难点 北丰激光技术团队在自行开发的软件中专门开发了一个独特的新功能，用于打印这种极端壁厚的零件。该功能可以根据零件的壁厚分配不同的激光路径，打破了传统的激光路径分配方案，克服了打印薄壁时能量高、可变性大的技术难题。 这也使得打印壁厚为0.1毫米甚至更薄的工件成为可能，并刷新了金属3d打印的极限壁厚记录 同时，针对钨合金难以印刷的问题，技术团队进行了材料改造 孙明峰告诉记者:“经过近220套工艺参数的试验，最终我们成功印刷出了钨合金防散射栅。壁厚达到0.1毫米，成形精度控制在0.02毫米，密度高达99% 钨合金材料印制的防散射格栅比传统格栅标准具有更高的整体刚度，保证了实际应用中大离心力作用下的结构稳定性 ”“目前，北丰激光已经申请了100多项发明专利等。在中国，像我们这样有实力的企业不超过三家，我们应该是第一家。未来，我们将继续深化金属3d打印领域，并计划在三到五年内上市。 ”孙明峰说道 (张金昊)