北京隆源成型:3D打印22年 时间见证精彩

2016/5/4

2016年4月12日,2016中国金属加工行业-荣格技术创新奖颁奖典礼在上海举行。北京隆源自动成型系统有限公司(以下简称“北京隆源成型”)自主研发的AFS-M180选区激光熔化(SLM)金属3D打印机获“金属成形机床类”创新产品奖。该设备的研制成功,是北京隆源成型一直专注发展工业级增材制造(3D打印)的新里程碑,也为打破国外SLM设备及材料的垄断地位,提升中国SLM装备和应用技术水平做出了贡献。

图:AFS-M180金属铺粉3D打印机荣获荣格技术创新奖
作为国内3D打印技术的先行者,北京隆源成型始于1994年,20多年的专注使之成为行业老牌企业,时间见证了精彩。
“不领先原则”下的先行者:以“跑马拉松”式心态积淀技术与品牌 
在北京隆源成型董事长宗贵升博士看来,竞争有两种方式,一种是拳击式的,打倒对手后数10下就赢了;另一种是跑马拉松式的,是自己与自己的目标、实力间的竞赛。在只跑完1000米暂时领先别人50米时就宣称自己“第一”或“第二”显然还为时过早。等材制造发展了3000多年,减材制造300多年,而增材制造才发展了近30年,目前3D打印行业还处在马拉松式比赛的初期。因此,从事3D打印的科技企业应学习科学精神,求真、务实地研究技术,开发设备、材料和应用。22年来,北京隆源成型也正是秉承着这种科学精神而专注笃行,亲历、见证了中国3D打印产业的兴衰沉浮,并在不断积累中传承和创新,技术研发及应用一直与世界先进同步。

1991年,宗贵升博士获得美国UT-Austin材料科学与工程博士学位,成为世界首批3D打印博士。1993年,他主持研发了中国第一台商业化工业级3D打印样机,并命名为快速成型机,申报了国家名词认定;1994年,合资创立了北京隆源自动成型系统有限公司;同年,国内首台工业级3D打印设备——选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机通过北京市科委组织的专家鉴定,并获得发明专利。


图:1994年,宗贵升创立北京隆源成型


图:1996年10月刊《中国科技信息》杂志,1997年8月刊《中国科技信息》杂志,先后专访宗贵升博士并刊发专题报道
1996年,北京隆源成型的第一台商品化SLS快速成型机AFS-300销往北京航空材料研究院,并成功应用于军用航空新产品的开发;1997年,用于精密铸造的烧结材料和快速铸造工艺研究成功,进入复杂金属结构件的快速开发领域;同年,AFS快速制造被国家科委列入“九五”火炬计划;1999年,第二代商品化设备AFS-320成功推向市场,后升级为AFS-360,参与完成了若干项国家重点项目的开发研制任务;2000年,研制成功基于SLS的具有复杂内腔结构的金属零件的快速铸造工艺。


图:左起依次为AFS-300、AFS-320、AFS-360
在21世纪初3D打印市场的低迷期,北京隆源成型结合中国制造业国情,考虑到中国制造首先是中国铸造,通过战略调整,专注快速成型铸造,很快便扭亏为盈,步入了持续盈利并快速发展的轨道。

2003年,北京隆源成型推出AFS-450;2005年,推出AFS-500;同年推出了可直接蒸汽脱除的烧结精铸蜡,与传统的精密铸造无缝连接;2002年,开始与中国工程物理研究院开展大功率激光直接制造金属零件的研究;2004年, 与华南理工大学合作开展选区激光熔化金属成型技术;2006年,激光直接成型铸造砂芯技术推向市场,专用于铸造砂芯的成型设备,并成功应用于汽车发动机缸体、缸盖和增压器的快速开发;2008年,开发完成Lasercore-5300,成型尺寸245立升;2009年,开始开发铸造覆膜砂烧结成型的专有设备激光制芯机; 2011年,研发大尺寸激光制芯机LaserCore-7000,最大成形空间1400×700×400mm;与广西玉柴、东风商用汽车合作研发出柴油缸体、缸盖的快速制造方法与工艺。  

图:左起依次为AFS-500、LaserCore-5300、LaserCore-7000
2013年,北京隆源成型承担北京市海淀区文化和科技融合专项资金“3D模具制造的大型激光烧结成型装备研制及应用”项目;同年,参与实施北京市科委“全膝置换用人工关节个性化设计和定制化加工的临床前期研究(设计和加工用样机开发)”项目;承担北京市科委“应用国产材料及激光器的SLM成型设备研制及验证”项目并通过验收;2014年,承担2014年度中关村产业技术联盟重大应用示范项目“基于选区激光熔化(SLM)技术的数字化金属零件成型机”并通过验收,研制成功金属铺粉3D打印机AFS-M250;2015年,承担实施北京市科委“齿科专用选区激光熔化装备研制及应用验证”项目;2015年成功研发同轴送粉式高端金属3D打印机AFS-D600、AFS-D800V;2016年成功研发出AFS-M180、AFS-M260金属铺粉3D打印设备。


图:左起依次为AFS-M180、AFS-M260金属铺粉3D打印机


图:左起依次为AFS-D600、AFS-D800V金属同轴送粉3D打印机
一路走来,北京隆源成型并没有满足于已有的技术与成果,其创新的步伐从未停止过,以持续研发及技术装备的应用升级助推着中国3D打印的产业化发展。
例如,其基于SLM的金属铺粉3D打印机便突破了高精度运动系统、封闭式供粉系统、惰性气氛控制,过程监测及整机控制等技术难点,不仅可实现普通不锈钢、镍基合金材料的高效成型,而且可对钛合金、铝合金等易燃合金在保护气体下进行高效成型。适用于小型精密金属零件3D打印,可广泛应用于医疗、汽车、模具加工等领域。
此外,在原有选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机的基础上对原有设备进行了改造升级。如:LaserCore-5300A便在原LaserCore-5300的基础上对缸结构活塞设计进行了升级,采用两侧提升缸设计,通过钢带巧妙的密封设计,使活塞驱动系统得到了很好的防护,大大提高了设备的可靠性,在同等工作平面下,增加了工作行程,使制作工件长度大大增加,提高了传动精度。
正如宗贵升博士所说:“我可以领先,但我宁愿先退后一步。”认清长跑的路程后,就不应陶醉于短跑的胜利。而应将22年所积累的宝贵经验转化为创新的动力,稳步向前。
北京隆源成型目前已拥有具备完全自主知识产权的砂模/蜡模/高性能高分子材料打印(SLS),金属激光3D打印(SLM及 LMD),涵盖了AFS-360、500、LaserCore5100、5300、5300A、7000等型号的SLS装备,AFS-M180、M260、D600、D800V等型号的金属激光3D打印装备,及激光焊接、激光再制造、激光表面改性、激光核心器件等技术工艺。拥有近千家设备及加工服务用户,遍布航空航天、汽车制造、石化、矿山、机械制造、船舶、军工、医疗、文化艺术等领域及研究院所和高校。
 “适者生存”:将工业级3D打印与产业应用深度对接
宗贵升认为:“最能适应不断迅速变化的市场的企业才具有最佳的生存条件,你总得找到你能满足的用户需求点。”而在中国,能真正找准市场需求、把3D打印技术应用并产业化的企业其实并不多。北京隆源成型便是国内最早实现工业级3D打印产业化、服务化的公司之一。

例如其首创的快速成型蜡模和树脂砂型,与传统铸造紧密衔接,形成了“3D打印+熔模精铸”、“3D打印+覆膜砂铸”的新型制造技术途径,为诸多企业新产品试制阶段的单件小批量生产提供成熟的无模具生产工艺方案,为高校、科研院所、汽车制造品牌企业提供快速制造各种复杂艺术原型、失蜡铸造蜡模、砂型铸造的砂型、砂芯加工服务。

图:隆源成型为客户提供快速成型蜡模和树脂砂型加工服务