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2016/5/4
北京隆源成型:3D打印22年 时间见证精彩

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
很多与北京隆源成型长期合作的用户都纷纷表示,隆源成型的设备及加工服务真正对接了企业的实际应用需求,是国内工业级3D打印企业中极“接地气”的大型制造服务商。
河北科技大学省现代集成制造技术工程研究中心自2004年先后引进了3台北京隆源成型的SLS 快速成型设备。“隆源成型的设备性能稳定,学校围绕几台设备展开的学科创新和科研应用状况一直很好。”机械电子与工程学院刘利剑主任表示。

图:河北科技大学正在使用中的北京隆源成型SLS快速成型设备
“3D打印对老师、学生们的个性化创新设计有很大帮助。比如在逆向工程、先进制造技术、创新方法等这样的课程中都有应用;艺术系学生在做原型设计时也可很方便地通过隆源的3D打印设备打印出实物作品。而在之前,因为传统制造加工困难,老师、学生们是不愿(不敢)设计复杂异形件的。3D打印释放了设计思维的枷锁,所想即所得。”

图:学生的设计原型作品
该中心运用隆源成型的快速成型设备通过快速铸造帮助当地多家企业完成了诸多大型复杂铸件项目。“一些企业的进口设备零部件损坏,我们通过对零部件进行测绘、扫描后,再用隆源成型的快速成型设备进行蜡模制作,快速铸造,即可得到直接可使用的成品。”此外,中心还运用隆源的快速成型设备与当地口腔医院合作隐形矫正牙套项目,每年惠及众多患者。
机械科学研究总院常州先进装备工程技术研究中心自2012年始先后采购了北京隆源成型的3台快速成型设备,并结合自身优势形成了一套成熟的增减材复合快速制造模式,为政府重点项目及当地企业提供快速铸造的成套解决方案。研究中心王金刚部长表示:“我们通过隆源的快速成型机打印内部复杂精细的砂芯,结合我们的数字化精密成形机铣出外模来进行快速铸造。可大幅缩短个性化小批量产品制作的工期,并降低成本。”

图:北京隆源成型的SLS快速成型机(左)+机科院数字化无模铸造精密成形机(右)
如今,这种快速制造模式被广泛应用于汽车发动机、零部件,涡轮增压器、排气管等的砂模快速铸造,及动车机组复杂金属零部件、汽车离合器壳、变速器壳等的蜡模精密铸造。北京隆源的用户表示:“比如我们与隆源成型合作开发的东风六缸发动机项目,缸体、缸盖等复杂零部件都是通过增减材制造结合的方式来完成的,工期短,成本低。如果用传统方式制造,对结构复杂的发动机来说,其样件开模的成本会非常高。” 

图:常州机科院通过隆源成型设备打印复杂零部件的砂模、蜡模并进行快速铸造
    “相对国内其他同类设备,我们觉得隆源成型的设备稳定性很好,故障率低。更重要的是应用接地气,对中国多数传统制造企业来说,隆源设备的使用成本及维护成本相较进口设备来说更容易接受。”
如上述这样的隆源成型工业级3D打印产业化应用的案例不胜枚举。隆源成型的合作伙伴已遍布大江南北,为中国的航空航天、汽车、医疗等行业的腾飞贡献着自己的力量。


图:隆源成型部分客户
在航空航天领域,隆源成型为航空航天等部门及飞机制造企业提供直升机发动机、直升机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道、飞机悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产和服务,参与完成了若干项国家航空航天重点项目的开发研制任务。

图:战机关键部件前期熔模制造

在汽车制造领域,隆源成型早在2001年便率先将3D打印技术(SLS)应用于汽车关键零部件的新品研发,大大缩短了新品研发时间。于汽车行业国内首创“3D打印+熔模精铸”、“3D打印+覆膜砂铸”。为汽车企业提供缸体、缸盖、进气管、变速箱壳体的快速成型服务。 

图:发动机缸盖

图:发动机缸体


图:发动机进气歧管
在医疗领域,隆源成型特别研制的AFS-320型快速成型机,以聚苯乙烯粉末为原料制成实体模型用于口腔医疗及骨科临床治疗。通过特定的CAD软件,可实现义齿的牙基底、牙冠、牙桥、牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌等3D设计。牙齿蜡模可通过铸造直接做成金属牙齿用于手术。此外,3D打印的心脏、肾脏、血管模型及股骨科(人工关节、头骨、盆腔骨)模型,可作为有效的辅助医疗手段来提高医疗成功率,还可作为教具用于教学。股骨髁蜡模可通过精密铸造成金属股骨髁,经过加工可直接用于人体。

  

图:3D打印医疗应用

在金属3D打印领域,隆源成型正通过自主研发的金属3D打印机实现着在航空航天、模具、医疗器械及植入件、牙科、珠宝、教学等领域的产业化应用。

图:金属3D打印

此外,作为科技型工业制造企业,隆源成型致力于为客户提供专业化、定制化、持续化的服务。如:小批量生产的设备、服务解决方案,产品的个性化定制服务。还可针对产品设计开发的不同阶段,提供最佳的设备与技术手段。通过24小时在线咨询服务,及分设全国多地的加工联盟,随时随地为客户提供及时而专业的服务。同时,由公司开发部、生产部、市场部、行政部和售后服务部组成的高效运行机制为加工服务中心提供了有力支撑,从而得以不断集成新技术、新工艺、新材料成果,完善产品,提升服务。

传承与创新中的卓越运营管理

管理和运营是企业实现可持续发展并赢得竞争的重要砝码。北京隆源成型不仅拥有雄厚的技术实力,同时也有一套适合自身发展的管理运营策略。

董事长宗贵升博士拥有超过20年的企业管理经验。在团队管理中,他认为,要成就一个品牌企业,必须注重以品牌为内核的创新力,这不仅体现在生产过程的技术创新上,而且也体现在经营管理的创新中。发展技术的同时,也要及时更新补充团队,在传承优秀的同时,也需要新鲜血液的适时注入而带来创新的活力。同时,宗贵升对团队成员提出了“主人翁心态、专业特征、为人纯正”的要求与期望。看似简单的十几个字,却涵盖了一个优秀而成功的团队成员所应具备的全面素质。

在其引领下,三帝打印科技旗下的北京隆源成型拥有一支实力雄厚、追求创新、充满激情、精诚协作的专业管理、研发、服务产业化团队。从总经理、工程师到产品、市场、技术总监等,均具有专业而丰富的经验。能深入、准确地把握客户需求,通过科学严谨的工作流程,结合长期的实践经验,为客户提供定制解决方案。

如北京隆源成型总经理王林,为东北大学机械工程及自动化专业硕士,在3D打印设备、大功率激光金属3D打印、激光再制造、激光多功能平台等成套设备的研发、生产和销售项目管理方面具有丰富经验。副总经理普雄鹰,中国科学院沈阳自动化研究所工学博士,在同轴送粉大功率激光3D打印设备领域具有深厚的研究经验,曾主持开发了国内大、中型万瓦级3D打印设备,并先后多次参与国家级重大专项攻关项目。副总经理袁晓鑫,西北工业大学自动化专业,拥有30多年丰富的机电专业实践经验,主持并参与过多项大型国际前沿科研项目,于隆源成型创立之初便开始负责设备、生产相关工作。副总经理牛志宇,谙熟营销,精通生产,对企业发展战略管理、内部资源整合及流程梳理、再造,企业经营目标管理实施有着丰富的实战经验。

北京隆源成型还搭建了面向创新群体(大学教授、研究院研究员、创新人才)的技术转化平台,协助科研成果产业转化。同时,还建立了协同创新平台,专注增材制造技术突破。
隆源成型在百年品牌之路上,已经走过了近四分之一的路程,相信时间会见证越来越多的精彩。

结语:

达尔文著撰《物种起源》用了22年,“小李子”为奥斯卡影帝奋斗了22年——具有坚强而持之以恒的意志,便具备了取得卓越成就的可能。北京隆源成型22年的品牌发展之路,也正是中国3D打印产业奋力前行的缩影。

不念过往,不畏将来。北京隆源成型正以无限超越的精神创造着无限可能,每前进一步都是一个新的起点。承载着新的希望,创造新的传奇,立志成为中国工业3D打印、激光智能制造的市场领导者。

创新引领发展,科技改变世界。关于未来,隆源成型还有无限可能,无限精彩。(文/佳语)

北京隆源自动成型系统有限公司
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