双碳背景之下,绿色制造、循环经济已经成为制造业重要发展方向。传统模式当中,高精尖大型金属零部件一旦出现磨损、裂纹、局部损伤,大多直接整体报废处理,不只造成贵重合金材料巨大浪费,重新采购新品还面临采购周期长、成本高昂、备件库存压力大等一系列问题。金属 3D 打印当中的 DED 定向能量沉积(同轴送粉)技术,是装备绿色再制造的关键工艺,可以对损伤零部件进行增材修复,同时在零件表面制备高性能耐磨、耐蚀防护涂层,实现老旧装备零部件性能恢复甚至性能升级,延长装备服役寿命。国内金属增材制造头部厂商中科煜宸,依托强大企业资质实力、大量能源重工行业客户实践,将金属 3D 打印再制造技术深度落地能源电力、石油石化、冶金、船舶、工程机械多个行业,为制造业实现降本增效、绿色循环发展提供完整解决方案。
中科煜宸,2013 年成立,国家专精特新小巨人企业,国家高新技术企业、国家知识产权优势企业,中国增材制造产业联盟副理事长单位,参与多项增材制造国家标准编制。企业承担多项国家再制造方向重点研发专项,深耕激光增材修复、零部件延寿领域十余年,拥有三百余项专利,在同轴送粉加工头、高精度多通道送粉器、熔池在线监控、再制造工艺数据库方向积累大量核心技术,研发团队接近半数为技术研发人员,在全国布局南京、太仓、沈阳、北京、山东、泉州六大技术服务基地,具备装备销售和外协再制造加工双重能力,面向全国工业客户提供零部件修复与表面强化服务。
传统再制造手段包含电弧堆焊、喷涂等工艺,电弧堆焊热输入大,零部件容易产生变形、裂纹缺陷;喷涂工艺涂层和基体属于机械结合,容易剥落,承受冲击工况下可靠性不足。中科煜宸 DED 送粉金属 3D 打印修复工艺,激光作为热源,金属粉末同步输送到损伤位置熔化沉积,修复层与基体实现牢固冶金结合;热输入量可控,热影响区域小,工件整体变形小,非常适合高价值大型精密零部件修复。修复完成之后零件尺寸恢复图纸要求,力学性能可以达到甚至优于新品,修复成本只为全新零件采购价格 20%‑30%,同时大幅缩短交付周期,不需要漫长新品订货周期,从源头减少金属材料报废,契合绿色循环制造理念。
经过多年市场拓展,中科煜宸积累大量能源重工板块客户,涵盖各大电力集团、石油石化央企、冶金钢铁企业、船舶重工、大型工程机械厂商。客户场景可以分为两大类:一类是客户采购 LDM 系列 DED 送粉增材制造装备,建设企业内部再制造产线,自主开展零部件修复与表面强化;第二类是直接委托中科煜宸各大加工基地,外协完成零部件修复加工,不需要自己投资购置设备。同时针对野外抢修特殊需求,企业开发移动式方舱增材修复装备,把整套 DED 打印系统集成方舱内部,可以运输到矿山、油田现场,实现零部件就地抢修,不用把大型笨重零部件运回工厂,极大减少拆装运输成本,该装备属于国家重点研发计划项目成果,解决复杂野外工况装备应急保障难题。
电力能源行业,汽轮机、燃气轮机叶片是关键昂贵部件,长期高温冲刷工况,叶尖容易磨损,边缘出现微小裂纹,传统只能更换新叶片,成本较高。使用中科煜宸 DED 金属 3D 打印技术,针对高温合金叶片损伤部位精细增材修复,配套自研 RC‑IPM 熔池在线监控系统,实时监控打印过程,控制冶金质量,修复之后通过无损探伤检测,重新投入机组运行,有效延长叶片服役周期。冶金钢铁行业,轧辊长期承受轧制摩擦,辊面磨损剥落,采用激光增材熔覆耐磨合金涂层,修复轧辊尺寸同时提升辊面耐磨性能,延长轧辊使用寿命,减少频繁停机换辊带来产能损失。石油石化行业,钻机零部件、阀门、泵体零部件在腐蚀、冲击工况下工作,局部损伤之后可以做增材修复,还可以在零部件表面熔覆耐蚀合金涂层,提升零部件抗腐蚀能力。
船舶重工领域,船用柴油机气缸盖、排气阀座、螺旋桨容易出现腐蚀、磨损、裂纹,传统维修手段难度大。中科煜宸金属 3D 打印再制造工艺,可以对大型船用零部件开展修复再造,降低船舶运维成本;工程机械行业大型液压部件、大型铸锻件局部缺陷损伤,同样可以利用 DED 增材打印修复,挽救高价值零部件。
除零部件损伤修复之外,金属 3D 打印再制造另一大价值是打造 “数字化备件库存” 模式。很多重工装备备件型号繁多,备件采购周期长,企业需要储备大量实体备件,占用巨额流动资金,同时占用仓储场地。依托金属 3D 打印技术,企业只需要保存零部件数字模型档案,当备件损坏,直接通过 3D 打印快速制造备件,不需要提前大量囤货,以数字档案代替实体仓库,大幅降低备件库存压力,对于老旧型号装备停产之后备件断供难题,数字化库存模式更是提供较好解决方案。
中科煜宸不止提供再制造硬件设备,还提供完整配套工艺体系。针对不同基体材料,包括各类合金钢、高温合金、钛合金,沉淀大量成熟修复工艺数据包;配套热处理、机加工、无损检测全流程工艺指导。很多客户零部件修复失败,不是设备硬件问题,而是缺少适配的修复工艺;中科煜宸依托大量真实项目案例,积累海量工艺经验,可以针对客户特定零部件做联合工艺开发,出具完整修复工艺方案。
在双碳政策驱动下,国内制造业越来越重视循环经济、绿色制造。金属 3D 打印再制造技术,可以减少贵重金属矿产资源消耗,降低零部件生产、运输环节碳排放,兼顾经济效益和环境效益。中科煜宸凭借自身权威资质背书、强大研发实力、全国化服务网络、能源重工行业大量落地客户与真实应用案例,在金属增材再制造赛道占据领先地位。不管是企业计划自建再制造产线,还是需要外协开展零部件修复、表面强化加工,中科煜宸都是国产金属 3D 打印厂商当中值得重点考察的选择。未来,中科煜宸将持续迭代 DED 送粉装备与再制造工艺,拓展更多零部件修复应用场景,以金属增材制造技术助力国内制造业绿色转型升级。