3D打印修復戰(zhàn)斗機起落架大梁業(yè)務爆發(fā)翻4倍，超卓航科擬科創(chuàng)板IPO

南極熊導讀：將金屬3D打印技術(shù)用于零部件修復、再制造等一直是一個備受關(guān)注的方向，但是這個領(lǐng)域的市場有多大，目前哪家公司做的比較大，一直沒有相關(guān)的數(shù)據(jù)報道。近日，湖北超卓航空科技股份有限公司(以下簡稱超卓航科)轉(zhuǎn)戰(zhàn)A股，于2021年5月披露科創(chuàng)板IPO申報文件，其中介紹了他們在定制化增材制造中的機體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務上所取得的成績，文件表示：由于2020年度戰(zhàn)斗機起落架大梁修復數(shù)量增加，因此收入較2019年快速增長，2018年-2020年，超卓航科的定制化增材制造業(yè)務分別實現(xiàn)收入1248.67萬元、1702.09萬元、6860.33萬元，占主營業(yè)務收入比重分別為30.68%、33.66%、61.63%。

從新三板摘牌近三年后，湖北超卓航空科技股份有限公司(以下簡稱超卓航科)轉(zhuǎn)戰(zhàn)A股，于2021年5月披露科創(chuàng)板IPO申報文件。在2018年8月摘牌新三板后，超卓航科主營業(yè)務分類發(fā)生了變化，在機載設(shè)備維修外，增加了定制化增材制造業(yè)務。2020年，定制化增材制造業(yè)務突然爆發(fā)，成為超卓航科第一大主營業(yè)務，使其達到了科創(chuàng)板上市對營業(yè)收入的要求。

2020年定制3D打印業(yè)務爆發(fā)

增材制造即俗稱的3D打印，超卓航科的定制化增材制造業(yè)務具體包括機體結(jié)構(gòu)再制造、零部件生產(chǎn)制造，涵蓋航空、靶材等領(lǐng)域。在新三板掛牌期間的2017年報內(nèi)，超卓航空并未介紹這一業(yè)務，只是提示了“涉足金屬再制造領(lǐng)域的風險”，相關(guān)工程具備小批量試生產(chǎn)能力。

2018年-2020年，超卓航科的定制化增材制造業(yè)務分別實現(xiàn)收入1248.67萬元、1702.09萬元、6860.33萬元，占主營業(yè)務收入比重分別為30.68%、33.66%、61.63%�？梢钥闯�，2020年定制化增材制造業(yè)務突然爆發(fā)，成為第一大主營業(yè)務，也是公司業(yè)績增長的主要因素。2018年-2020年，公司分別實現(xiàn)營業(yè)收入4111.15萬元、5123.06萬元、1.22億元，分別實現(xiàn)凈利潤683.93萬元、1071.28萬元、6420.64萬元。

超卓航科選擇的具體上市標準為：“預計市值不低于人民幣10億元，最近兩年凈利潤均為正且累計凈利潤不低于人民幣5000萬元，或者預計市值不低于人民幣10億元，最近一年凈利潤為正且營業(yè)收入不低于人民幣1億元”。2020年正是定制化增材制造業(yè)務的爆發(fā)，令超卓航科營業(yè)收入突破了1億元的上市指標要求。

超卓航科的客戶集中較高，報告期內(nèi)前五大客戶銷售占比70%以上。記者注意到，2018年、2019年，定制化增材制造收入主要來自A大修廠、B大修廠，而在2020年，除了對A大修廠、B大修廠的銷售金額大幅增加外，對C大修廠及航百川系也增加了定制化增材制造的銷售。

招股書(申報稿)顯示，定制化增材制造中的機體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務，2020年度戰(zhàn)斗機起落架大梁修復數(shù)量增加，因此收入較2019年快速增長;而在零部件生產(chǎn)制造方面，2020年先后完成航百川系客戶委托的服務項目，并向航百川系客戶交付靶材1137根，實現(xiàn)1256.66萬元的收入。

定制化增材制造形成主營業(yè)務僅僅數(shù)年，那么該業(yè)務2020年的收入水平是否具有可持續(xù)性?對此超卓航科回復《每日經(jīng)濟新聞》記者采訪稱，未來隨著我國軍機需求規(guī)模的不斷增加，以及練兵備戰(zhàn)訓練強度的增強，各機型維修保障需求也將進一步提升，公司業(yè)務規(guī)模將隨之擴大，主營業(yè)務具有持續(xù)性。

不過超卓航科也提示了相關(guān)風險，公司在報告期內(nèi)實現(xiàn)了冷噴涂增材制造技術(shù)在電子器件領(lǐng)域的靶材生產(chǎn)加工等領(lǐng)域的應用，但業(yè)務規(guī)模相對較小。由于公司自設(shè)立以來主要專注于航空維修保障領(lǐng)域，在電子器件等其他領(lǐng)域的市場積累不足，存在市場開拓不達預期風險。

超卓航科的主營業(yè)務

公司是國內(nèi)少數(shù)掌握冷噴涂增材制造技術(shù)并產(chǎn)業(yè)化運用在航空器維修再制造領(lǐng)域的企業(yè)之一，主要從事定制化增材制造和機載設(shè)備維修業(yè)務。自設(shè)立以來，公司專注于航空機載設(shè)備維修，主要從事軍用及民用航空器氣動附件、液壓附件、燃油附件和電氣附件的維修業(yè)務。與此同時，公司經(jīng)過多年研發(fā)創(chuàng)新，通過產(chǎn)線定制化設(shè)計、原材料供應鏈與原材料質(zhì)量檢測體系的構(gòu)建、金屬粉末的配制和改性、冷噴涂工藝參數(shù)的研發(fā)以及基體材質(zhì)的適配性研究，實現(xiàn)了多種金屬材料的高強度沉積，建立了公司冷噴涂增材制造技術(shù)體系，并將該技術(shù)成功應用于機體結(jié)構(gòu)再制造領(lǐng)域。

冷噴涂增材制造技術(shù)是一種基于高速粒子固態(tài)沉積的涂層制備方法。噴涂粒子在固態(tài)下碰撞基體，經(jīng)過劇烈的塑性變形而沉積形成涂層。冷噴涂增材制造技術(shù)對基體不形成熱影響，可作為近凈成形技術(shù)直接噴涂制備塊材和零部件，在防護涂層和功能涂層的制備、裝備制造和再制造領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。目前冷噴涂增材制造技術(shù)已經(jīng)在美國、歐洲、澳洲等發(fā)達國家和地區(qū)用于直升機、戰(zhàn)斗機、轟炸機、潛艇等軍事裝備修復再制造領(lǐng)域。

冷噴涂增材制造過程示意圖如下：



基于對冷噴涂等增材制造技術(shù)的成熟運用，公司不斷開發(fā)和拓展增材制造技術(shù)的應用場景和下游市場，在報告期內(nèi)研發(fā)出適用于電子器件領(lǐng)域的靶材和適用于航空高溫、高壓環(huán)境的航空緊固件產(chǎn)品。

公司深耕航空領(lǐng)域十余年，已獲得了中國民用航空局（CAAC）、美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）等全球主流適航標準制定主體頒發(fā)的維修許可資質(zhì)，同時取得了軍品業(yè)務相關(guān)資質(zhì)，具備民用與軍用航空器維修許可資質(zhì)。

公司系高新技術(shù)企業(yè)，被認定為國家企業(yè)技術(shù)中心。公司利用冷噴涂增材制造技術(shù)實現(xiàn)了對多型號戰(zhàn)斗機起落架大梁疲勞裂紋的修復再制造，修復效果通過了由空軍裝備部、實戰(zhàn)部隊、我國航空航天高等院校及科研院所以及基地級大修廠的專家組成的技術(shù)評審團的狀態(tài)鑒定，是中國空軍裝備部下屬 A、B 基地級大修廠多型軍機起落架大梁疲勞裂紋修復再制造的唯一供應商，為我國軍方單位增加了數(shù)十萬飛行小時的飛行資源，創(chuàng)造了顯著的軍事效益和經(jīng)濟效益，行業(yè)地位突出。

現(xiàn)階段，公司主要服務于軍方及其下屬飛機大修廠、軍工集團下屬單位以及民用航空運營企業(yè)等客戶。未來，公司將在定制化增材制造和機載設(shè)備維修業(yè)務基礎(chǔ)上，加大技術(shù)創(chuàng)新力度，擴展公司業(yè)務領(lǐng)域，努力實現(xiàn)“成為中國增材制造技術(shù)多場景應用專家”的愿景。

目前階段，公司提供的主要服務及產(chǎn)品如下：

（1）定制化增材制造

公司根據(jù)不同客戶需求，為客戶提供多場景、多領(lǐng)域的定制化增材制造產(chǎn)品及服務，具體包括機體結(jié)構(gòu)再制造、零部件生產(chǎn)制造，涵蓋航空、靶材等領(lǐng)域，同時也可為客戶提供相應技術(shù)咨詢服務。

1）機體結(jié)構(gòu)再制造
公司機體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務主要利用冷噴涂增材制造技術(shù)在航空器受損結(jié)構(gòu)疲勞裂紋處原位生長出高致密性和原金屬基材力學性能相適配的合金體或合金涂層，達到修復并提升航空器結(jié)構(gòu)的強度和使用壽命的效果。

①經(jīng)公司修復后的結(jié)構(gòu)件耐久性、使用壽命達到甚至超越原有設(shè)計水平冷噴涂增材制造技術(shù)以高速氣體作為加速介質(zhì)，將噴涂粉末經(jīng)送粉氣體送入噴槍，經(jīng)特殊設(shè)計的噴嘴加速后，形成氣、固兩相超音速射流，噴向基體表面，射流中金屬粒子在固態(tài)下碰撞基體，動能在撞擊瞬間轉(zhuǎn)化為顆粒高速應變的內(nèi)能，產(chǎn)生劇烈塑性變形，與界面上基體粗糙表面進行耦合作用，形成機械咬合、物理結(jié)合和冶金結(jié)合，最終形成沉積涂層。

在冷噴涂增材制造技術(shù)運用在機體結(jié)構(gòu)再制造領(lǐng)域之前，機體結(jié)構(gòu)主要通過焊接、鉚接加強塊、復合材料膠接等傳統(tǒng)技術(shù)進行修復。冷噴涂增材制造技術(shù)與傳統(tǒng)維修技術(shù)相比，被修復的結(jié)構(gòu)件在冷噴涂增材制造過程中全程處于低溫狀態(tài)，無氧化燒損、無打孔破壞，避免了焊接高溫等方式對基體材料的熱損傷、鉚接加強塊打孔等方式對基體造成的附加損傷，比復合材料膠接等方式具有更強的涂層強度。冷噴涂增材制造技術(shù)在修復過程中不產(chǎn)生火花、高溫，可適應多種修復場景。冷噴涂增材制造技術(shù)實現(xiàn)了航空器結(jié)構(gòu)件功能性、可靠性的全面提升，針對某些受損件的特定故障模式，經(jīng)公司冷噴涂增材制造技術(shù)修復后的結(jié)構(gòu)件耐久性、使用壽命達到甚至超越了原結(jié)構(gòu)件的設(shè)計水平。

與此同時，基于戰(zhàn)機移動作戰(zhàn)、原地搶修的保障需求，以及部分飛機結(jié)構(gòu)不可拆卸、無法移動到維修企業(yè)車間的特點，公司自主研發(fā)了基于冷噴涂技術(shù)的重型移動增材制造平臺，具備長途公路運輸、實時展開作業(yè)能力，實現(xiàn)了在飛機場站、基地等全地形場景對大型軍用飛機機體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋修復再制造。

②公司機體結(jié)構(gòu)再制造業(yè)務主要為我國多型號戰(zhàn)斗機起落架大梁疲勞裂紋提供修復服務

公司冷噴涂增材制造技術(shù)應用于戰(zhàn)機起落架大梁疲勞裂紋修復主要有以下優(yōu)勢：

A、原位修復能力。起落架大梁系飛機主結(jié)構(gòu)件，無法通過切割、拆卸等方式進行替換修理。公司通過冷噴涂增材制造技術(shù)，實現(xiàn)了鋁合金涂層的逐層堆疊，在疲勞裂紋處原位生長出合金體，可在不拆卸主結(jié)構(gòu)件的情況下，以原位修復的方式對起落架大梁裂紋完成修復。

B、安全無損修復。起落架大梁主要由熔點較低的鋁合金構(gòu)成，且位于飛機油箱附近。冷噴涂增材制造技術(shù)通過低溫固態(tài)沉積方式對起落架大梁疲勞裂紋進行修復，無需進行鉆孔、鉚接，不會對起落架大梁造成熱損傷或二次破壞，也不存在高溫環(huán)境導致油箱爆炸的隱患，實現(xiàn)安全無損修復。

C、涂層強度提升。起落架大梁作為支撐飛機起飛和著陸的承力結(jié)構(gòu)件，在長期承受交變載荷下，極易出現(xiàn)疲勞裂紋。公司運用冷噴涂增材制造技術(shù)，在裂紋部位原位制造出高致密性和原金屬材料力學性能相適配的合金體，分擔裂紋部位載荷、消除疲勞裂紋尖端張開應力，阻斷裂紋擴展，實現(xiàn)機體結(jié)構(gòu)強度恢復和可靠性、壽命的提升。

報告期內(nèi)，公司已完成一定規(guī)模的我國多型號戰(zhàn)斗機起落架大梁疲勞裂紋修復工作，為部隊增加了數(shù)十萬飛行小時的飛行資源，為我國戰(zhàn)斗機群的延壽做出了貢獻。經(jīng)中國航空工業(yè)集團下屬某戰(zhàn)斗機設(shè)計研究所試驗測試后，公司修復的起落架大梁可實現(xiàn)的起落次數(shù)達到了原設(shè)計值的 3 倍。

戰(zhàn)斗機起落架梁（主要修復部位）示意圖如下：



2）零部件生產(chǎn)制造

公司基于對冷噴涂、熱噴涂等表面處理工程技術(shù)的深入理解，自行設(shè)計、建造柔性噴涂生產(chǎn)線，根據(jù)不同產(chǎn)品類型的噴涂需求，對設(shè)備進行改造、升級，提高設(shè)備兼容性，通過切換部分噴涂設(shè)備，實現(xiàn)多類型產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。除應用于機體結(jié)構(gòu)再制造領(lǐng)域外，公司亦將冷噴涂、熱噴涂等增材制造技術(shù)應用于航空緊固件和靶材等零部件的生產(chǎn)制造領(lǐng)域。

①航空緊固件

公司為我國多型戰(zhàn)機制造耐高溫、高壓、耐腐蝕的卡箍產(chǎn)品，應用于環(huán)控系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及發(fā)動機燃油系統(tǒng)的管路連接。該卡箍產(chǎn)品主要在高濕度、高壓以及高鹽霧環(huán)境下使用，較為惡劣的使用環(huán)境對卡箍的耐腐蝕、耐高溫、耐高壓性能有著較高要求。

公司運用超硬超韌碳化鎢涂層技術(shù)等熱噴涂技術(shù)，以超音速空氣火焰噴涂為媒介，在卡箍產(chǎn)品表面制備高致密碳化鎢涂層，以提升卡箍耐腐蝕、耐高溫、耐磨損等性能。公司制備的超硬超韌碳化鎢涂層孔隙率小、結(jié)合強度高，耐磨性能超過電鍍硬鉻涂層，能夠長時間保持卡箍的耐腐蝕、耐磨損等性能。

②靶材

公司針對濺射靶材的性能要求，利用冷噴涂增材制造技術(shù)的優(yōu)勢，研發(fā)出了基于冷噴涂成形的靶材制造工藝。該工藝具有加工溫度低、無元素氧化燒損、涂層結(jié)構(gòu)致密、涂層內(nèi)應力小、涂層厚度可控等特點，在靶材成分控制、回收靶再生利用等方面具有顯著優(yōu)勢。

目前，公司已形成冷噴涂鋁靶、鉻靶及合金靶的批量生產(chǎn)加工能力。



報告期內(nèi)，公司的主營業(yè)務收入來自定制化增材制造、機載設(shè)備維修兩類，

具體情況如下：


航空器及航空器部件維修與再制造行業(yè)概況

航空器及航空器部件維修與再制造包括對飛機及其技術(shù)裝備進行維護、修理和再制造，是飛機使用的前提和必要條件，是航空業(yè)的重要組成部分。

航空器及航空器部件維修與再制造的主要內(nèi)容如下：



航空器及航空器部件維修與再制造行業(yè)中的市場規(guī)模占比情況如下：



機體大修及改裝主要是對機體結(jié)構(gòu)的維修及再制造。機體結(jié)構(gòu)主要包括機身、機翼、尾翼、起落架等，上述結(jié)構(gòu)件對于承受飛行載荷、地面載荷、增壓載荷和操縱載荷具有重要作用。機體結(jié)構(gòu)損傷主要為疲勞裂紋。疲勞裂紋是指機體結(jié)構(gòu)在交變載荷持續(xù)作用下所引起的裂紋及其擴展。針對機體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋，維修企業(yè)需查明機體結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋情況，對飛機結(jié)構(gòu)損傷部位進行抗疲勞耐久性修復，以延長飛機的使用壽命。

部件附件維修主要是對機載電子和機械設(shè)備等部附件的維修。通常由業(yè)主將拆下的部件送到部件維修單位或車間后，經(jīng)過排故、換件、修理和測試等工作后重新成為可用件并取得適航放行證書，需要時即可裝機使用。

增材制造技術(shù)在航空器及航空器部件維修再制造中的應用情況

隨著航空等領(lǐng)域的快速發(fā)展，航空器構(gòu)造也逐步向高性能、復雜結(jié)構(gòu)方向邁進，對配套的機載設(shè)備、機體結(jié)構(gòu)維修再制造技術(shù)提出了更高要求。多年來，機體結(jié)構(gòu)、機載設(shè)備的損傷維修主要通過焊接、鉚接加強塊、復合材料膠接等傳統(tǒng)技術(shù)來完成，由于該類技術(shù)對飛機復雜機體結(jié)構(gòu)的可達性差，修復鋁鎂合金等易氧化、低熔點的材料時，極易產(chǎn)生焊接裂紋，其較大的熱應力也會對基體造成變形和熱損傷，修復后的抗疲勞性能、結(jié)合強度也不能滿足關(guān)鍵主承力結(jié)構(gòu)的載荷要求。因此，傳統(tǒng)維修技術(shù)無法滿足戰(zhàn)機核心結(jié)構(gòu)件的維修需求。

與傳統(tǒng)維修技術(shù)相比，被修復的結(jié)構(gòu)件在冷噴涂增材制造過程中全程處于低溫狀態(tài)，無氧化燒損、無打孔破壞，避免了焊接高溫等方式對基體材料的熱損傷、鉚接加強塊、打止裂孔等方式對基體造成的附加損傷，比復合材料膠接等方式具有更強的涂層強度。冷噴涂增材制造技術(shù)在修復過程中不產(chǎn)生火花、高溫，可適應多種修復場景。

增材制造技術(shù)主要包括冷噴涂成形、熱噴涂成形、高能束流（激光束與電子束）增材制造、氣相沉積等技術(shù)路線。公司主要通過冷噴涂增材制造技術(shù)進行航空機體結(jié)構(gòu)損傷修復、加工靶材，通過熱噴涂技術(shù)制造航空緊固件。


（1）冷噴涂增材制造技術(shù)

冷噴涂增材制造技術(shù)以高速氣體作為加速介質(zhì)，將噴涂粉末經(jīng)送粉氣體送入噴槍，經(jīng)特殊設(shè)計的噴嘴加速后，形成氣、固兩相超音速射流，噴向基體表面，射流中金屬粒子在固態(tài)下碰撞基體，動能在撞擊瞬間轉(zhuǎn)化為顆粒高速應變的內(nèi)能，產(chǎn)生劇烈塑性變形，與界面上基體粗糙表面進行耦合作用，形成機械咬合、物理結(jié)合和冶金結(jié)合，最終形成沉積涂層。

冷噴涂技術(shù)在航空機體復雜結(jié)構(gòu)件中的修復中具有領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢和廣泛的應用前景，主要基于以下顯著技術(shù)特點：1）安全無損修復：冷噴涂增材制造技術(shù)通過低溫固態(tài)沉積方式對起落架大梁疲勞裂紋進行修復，無需進行鉆孔、鉚接，不會對起落架大梁造成熱損傷或二次破壞，也不存在高溫環(huán)境導致油箱爆炸的隱患，實現(xiàn)安全無損修復；2）原位修復能力：冷噴涂增材制造技術(shù)實現(xiàn)了鋁合金涂層的逐層堆疊，在疲勞裂紋處原位生長出合金體，可在不拆卸主結(jié)構(gòu)件的情況下，以原位修復的方式對起落架大梁疲勞裂紋完成修復；3）涂層強度提升：冷噴涂增材制造技術(shù)可在裂紋部位原位制造出高致密性和原金屬材料力學性能相適配的合金體，分擔裂紋部位載荷、消除疲勞裂紋尖端張開應力，阻斷裂紋擴展，實現(xiàn)機體結(jié)構(gòu)強度恢復和可靠性、壽命的提升。

近年來，冷噴涂增材制造技術(shù)在歐美等發(fā)達國家已得到專業(yè)化運用。美國科珀斯克里斯蒂市陸軍基地使用冷噴涂增材制造技術(shù)修復了 UH-60“黑鷹”、AH-64
“阿帕奇”及西科斯基 H-53 等軍用飛機，使用冷噴涂增材制造技術(shù)對鋁鑄件及檢修面板進行維修，延長了美國空軍 F-18 戰(zhàn)斗機和 B1-B 轟炸機等飛機的使用壽
命；歐洲運用冷噴涂工藝進行狂風戰(zhàn)斗機的修復，歐洲航天局也資助愛爾蘭都柏林三一學院進行冷噴涂應用于金屬零部件的增材制造研究；澳大利亞 ASC 造船
廠亦計劃與國防材料研究中心以及聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織合作采用冷噴涂增材制造技術(shù)維修“柯林斯”級潛艇。


（2）熱噴涂技術(shù)

熱噴涂技術(shù)是使基體或零件表面強化和防護的一門技術(shù)，它是利用熱源將噴涂材料加熱熔化或軟化，使之在熱源或外加的高速氣流的作用下霧化，形成熔滴，并以一定速度噴射到預處理過的基體表面，形成具有一定結(jié)合強度涂層的工藝方法。目前，熱噴涂技術(shù)已廣泛應用于航空航天、機械制造、石油化工等領(lǐng)域，作為可顯著提升零部件表面性能的有效技術(shù)，具有較高的經(jīng)濟效益。熱噴涂技術(shù)的需求及應用端呈現(xiàn)快速擴展態(tài)勢，為其市場規(guī)模的持續(xù)增長提供了堅實的基礎(chǔ)。

核心技術(shù)具體情況及其先進性表征

（1）低壓冷噴涂增材制造技術(shù)公司通過自主研發(fā)，掌握了冷噴涂技術(shù)原理、關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計思路、冷噴涂應用體系，并通過工程實踐，開發(fā)了以低壓冷噴涂增材制造技術(shù)為基礎(chǔ)的航空零部件損傷再制造技術(shù)，實現(xiàn)了冷噴涂增材制造技術(shù)在航空器上的工程化應用。冷噴涂增材制造技術(shù)主要應用于失效零部件的腐蝕損傷修復再制造，相較于傳統(tǒng)的焊接、電鍍等修復工藝，具有噴涂體結(jié)合強度高、噴涂粒子尺寸可精準控制、修復速度快、對基體的熱影響小等優(yōu)勢，可全面恢復零部件的使用性能，延長服役時間。

（2）高強鋁合金高壓冷噴涂增材制造技術(shù)2017 年，針對航空裝備承力結(jié)構(gòu)疲勞裂紋的修復參數(shù)要求，公司在低壓冷噴涂增材制造技術(shù)基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了高強鋁合金高壓冷噴涂增材制造技術(shù)。高壓冷噴涂通常指噴涂壓力在 2-5MPa 范圍的冷噴涂增材制造技術(shù)，相較于低壓冷噴涂增材制造技術(shù)，高壓冷噴涂增材制造技術(shù)集成了粉末預處理系統(tǒng)和高壓高純氦氣動力源，突破微米級金屬粒子短距離加速技術(shù)瓶頸，優(yōu)化高速射流系統(tǒng)空氣動力學特性，實現(xiàn)了高強鋁合金高效、高致密沉積，制備的鋁合金涂層可逐層堆疊生長，實現(xiàn)大尺寸結(jié)構(gòu)的增材制造，噴涂體材質(zhì)更致密，涂層強度提升至400MPa 的水平，滿足了航空器機體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋的修復要求，實現(xiàn)了冷噴涂增材制造技術(shù)從零部件腐蝕損傷再制造向結(jié)構(gòu)件疲勞裂紋修復再制造的跨越。

（3）可移動增材制造平臺設(shè)計及制造技術(shù)為滿足戰(zhàn)機起落架大梁修復需求，公司自主研發(fā)了基于冷噴涂的移動增材制造平臺，平臺以戰(zhàn)時移動方艙為模板，集成了高壓動力氣源、專用冷噴涂增材制造系統(tǒng)、長行程柱坐標進給系統(tǒng)、高精度工業(yè)機器人、局部環(huán)境控制系統(tǒng)、過程監(jiān)控系統(tǒng)及隨機檢測工具等模塊，實現(xiàn)了飛機結(jié)構(gòu)件冷噴涂原位維修功能。冷噴涂移動增材制造平臺具有以下特點：（1）環(huán)境適應能力強，大修廠車間、機庫、場站甚至野外均能完成維修任務；（2）機動性高，平臺以重型卡車作為移動單元，具備越野能力，切換為運輸模式時具有高效的到達能力，滿足航空裝備應急搶修需求；（3）響應速度塊，平臺到達現(xiàn)場后，可快速由運輸模式切換為作業(yè)模式，在半小時內(nèi)可進入作業(yè)狀態(tài)；（4）作業(yè)范圍大、精度高，長行程柱坐標進給系統(tǒng)由頂升模塊、旋轉(zhuǎn)模塊和給進模塊組成，配合高精度工業(yè)機器人，實現(xiàn)高精度、長行程數(shù)控增材打印進給，可在 7 米半徑 5 米高度范圍內(nèi)精準作業(yè)，位置重復精度可達 0.5mm；（5）增材速度快，作業(yè)模式下，增材制造速度可達到 100 cm3/h；（6）實驗室級修復水平，通過模塊化設(shè)計，充分利用維修方艙空間，通過小型化設(shè)計，集成高壓動力氣源、專用冷噴涂增材制造系統(tǒng)、長行程柱坐標進給系統(tǒng)、高精度工業(yè)機器人、局部環(huán)境控制系統(tǒng)、過程控制及監(jiān)視系統(tǒng)、隨機檢測工具等模塊，具備場站、機庫、基地甚至野外簡易條件下獨立開展維修作業(yè)的能力，達到實驗室級修復水平；（7）穩(wěn)定性好，長行程柱坐標給進系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)加入了液壓減震系統(tǒng)，并對結(jié)構(gòu)件剛性與噴涂設(shè)備自重進行了匹配，能夠有效消除噴涂過程中噴槍高頻往復動作時的設(shè)備振動，保證噴涂穩(wěn)定性；（8）噴涂能力強，飛機結(jié)構(gòu)件維修部位一般在飛機內(nèi)部，原位維修作業(yè)空間復雜，需在密布管路的狹小油箱附近噴涂，移動增材制造平臺上的噴涂設(shè)備配備了自制短距離噴槍，對恒壓差高速射流系統(tǒng)進一步優(yōu)化，使其更加靈巧穩(wěn)定，滿足飛機機翼內(nèi)腔復雜結(jié)構(gòu)高精度增材補強修復需求，配合自主研發(fā)的短距離粉末加速技術(shù)，可滿足飛機機翼內(nèi)腔復雜結(jié)構(gòu)高精度增材再制造；（9）無污染作業(yè)，局部環(huán)境控制系統(tǒng)配有自主研發(fā)的粉塵散逸回收技術(shù)，對噴涂過程金屬粉塵散逸進行負壓控制回收，在噴涂作業(yè)時回收飛機內(nèi)部和外部散逸粉塵，避免金屬粉塵對機載精密電子、液壓傳動設(shè)備等造成污染，從而具備飛機整機結(jié)構(gòu)損傷原位增材修復能力。該設(shè)備的研制投產(chǎn)為航空結(jié)構(gòu)件原位維修及戰(zhàn)時搶修設(shè)備的技術(shù)革新打下了堅實的基礎(chǔ)。

（4）高性能涂層界面污染控制技術(shù)冷噴涂增材制造技術(shù)應用于航空機體結(jié)構(gòu)再制造時，增材體與基體之間的界面結(jié)合強度是保證產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵。公司針對界面強度需求，研究基體界面噴砂活化質(zhì)量多參數(shù)表征體系，研發(fā)取得高性能涂層界面污染控制技術(shù)。在噴涂過程中，通過噴涂過程參數(shù)設(shè)置、原料質(zhì)量控制、增加表面二次清理等工藝手段，對噴涂前處理工序進行精細化控制，實現(xiàn)對基體表面粗糙度、表面污染夾雜全面控制。公司成功將增材體與基材的界面結(jié)合強度提升到 100MPa 級別，確保了結(jié)構(gòu)件疲勞損傷修復的安全裕度，實現(xiàn)了我國多型號戰(zhàn)斗機起落架大梁裂紋的再制造。

（5）疲勞損傷自動化修復技術(shù)航空機體結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)維修主要為半自動化或人工手動控制，維修人員的經(jīng)驗、技術(shù)能力對維修結(jié)果存在較大影響。公司自主研發(fā)疲勞損傷自動化修復技術(shù)，根據(jù)疲勞裂紋的裂紋長度，對每種長度的疲勞裂紋進行大量再制造試驗、檢測，從而確定每種長度疲勞裂紋的噴涂參數(shù)、噴涂體形狀以及噴涂體厚度等，并依托計算機輔助技術(shù)，對上述數(shù)據(jù)進行記錄、儲存。航空機體結(jié)構(gòu)疲勞裂紋再制造過程中，公司移動增材制造平臺依托疲勞損傷自動化修復技術(shù)，根據(jù)裂紋長度自動確定噴涂參數(shù)，進行疲勞裂紋再制造。該技術(shù)實現(xiàn)了不同疲勞裂紋的自動化修復，消除了因維修人員的經(jīng)驗、技術(shù)能力差異造成的影響，提升了再制造的一致性、穩(wěn)定性以及精準度。疲勞損傷自動化修復技術(shù)，提升了修理質(zhì)量穩(wěn)定性，有效消除增材體疲勞源區(qū)缺陷。此外，公司疲勞損傷自動化修復技術(shù)可實現(xiàn)精確控制，避免過度噴涂，進一步提升了再制造效率。

（6）超硬超韌碳化鎢涂層技術(shù)為滿足航空零部件對耐磨性、耐腐蝕性的性能要求，公司自主研發(fā)了超韌超硬碳化鎢涂層技術(shù)。超韌超硬碳化鎢涂層技術(shù)是基于超音速空氣火焰噴涂技術(shù)（HVAF）制備高致密碳化鎢的涂層工藝，在耐磨性、耐腐蝕性方面均顯著超過傳統(tǒng)電鍍硬鉻涂層。相較于超音速氧氣火焰噴涂（HVOF），公司使用壓縮空氣代替氧氣做助燃氣體，噴槍采用氣冷方式，大幅度降低成本，噴涂溫度控制在較低范圍，公司制備的碳化鎢涂層致密度更高，可以在同等耐腐蝕、耐磨性要求的前提下，將涂層厚度減小到傳統(tǒng)技術(shù)的 1/10。目前，公司超硬超韌碳化鎢涂層技術(shù)已成功應用于高溫高壓卡箍等產(chǎn)品。

（7）基于冷噴涂成形的粉末冶金技術(shù)針對傳統(tǒng)熱壓粉末冶金制品存在較多孔隙、內(nèi)氧化、夾雜等組織性能缺陷，公司研發(fā)了基于冷噴涂成形的粉末冶金技術(shù)，實現(xiàn)了粉末無模具低溫成形。粉末顆粒通過冷噴涂增材制造技術(shù)，高速逐層塑性物理沉積，減少粉末間孔隙產(chǎn)生概率，獲得了致密金屬組織。由于成形溫度低，粉末在成形全過程不易與空氣中氧化性雜質(zhì)發(fā)生氧化反應，制件內(nèi)氧化及有害物得到有效控制，具有更好的細微粒度和更高的材料密度，制件性能水平顯著優(yōu)于傳統(tǒng)粉末冶金。目前，基于冷噴涂成形的粉末冶金技術(shù)已應用于濺射沉積用旋轉(zhuǎn)靶材生產(chǎn)。

（8）氣動渦輪動平衡與調(diào)試技術(shù)渦輪冷卻器作為空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，通過葉輪等部件的高速轉(zhuǎn)動，將氣體壓入渦輪內(nèi)部，實現(xiàn)對引自飛機發(fā)動機的高溫壓縮空氣降溫，進而為客艙、駕駛艙提供冷卻空氣的功能。葉輪與渦輪內(nèi)腔的間隙是決定渦輪運行效率與壽命長短的重要因素，間隙過大，壓縮功率不足，影響降溫效率；間隙過小，葉輪等部件將與渦輪內(nèi)腔發(fā)生摩擦、碰撞，造成葉輪損壞、渦輪卡滯，減少渦輪使用壽命。渦輪葉輪的平衡調(diào)試是高速轉(zhuǎn)動部件與內(nèi)腔間隙控制的關(guān)鍵技術(shù)難點。公司通過大量實驗、調(diào)試、驗證平衡程序的各項參數(shù)指標，優(yōu)化程序，調(diào)整渦輪內(nèi)腔剛性轉(zhuǎn)子質(zhì)量分配，以實現(xiàn)對葉輪等高速轉(zhuǎn)動部件的殘余不平衡量的精準控制，達到其與渦輪內(nèi)腔間隙的最佳狀態(tài)，并通過渦輪測試系統(tǒng)驗證渦輪各項功能指標，實現(xiàn)渦輪在 40,000~80,000rpm 的高轉(zhuǎn)速條件下長時間、高效率運轉(zhuǎn)，滿足了產(chǎn)品的延壽要求。

（9）液壓機載設(shè)備精密裝配技術(shù)航空發(fā)動機液壓機載設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜，具有精密耦合件多、附件尺寸小，精密度高等特點。公司經(jīng)過多年摸索積累，設(shè)計研發(fā)出一系列專用工裝夾具，通過對專用工裝夾具的針對性調(diào)試、優(yōu)化、取得了多項相關(guān)專利。通過對專用工裝夾具的運用，公司實現(xiàn)了對液壓機載設(shè)備的尺寸精度、形位公差、配合間隙等參數(shù)的精準控制，進而達到液壓泵、液壓控制器、活門等附件的精密裝配。憑借液壓機載設(shè)備精密裝配技術(shù)，公司液壓機載設(shè)備維修過程中，避免了因維修人員手工操作不穩(wěn)定，導致液壓機載設(shè)備維修一致性不足的缺陷，提升了裝配精度與穩(wěn)定性，增強了密封組件可靠性，滿足了液壓附件流量、壓力壓差、增益、反饋、滲漏等各項性能指標要求，保障了液壓機載設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

募集資金投資項目的具體情況

2020 年 11 月，公司與襄陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會簽訂《項目進區(qū)協(xié)議》，約定公司擬在襄陽高新區(qū)內(nèi)投資襄陽增材制造產(chǎn)業(yè)園項目，總投資 5 億元。公司本次募集資金投資項目屬于該項目的子項目之一，增材制造生產(chǎn)基地項目項目 21,885.19 萬元，鈦合金粉末的冷噴涂工藝開發(fā)項目 3,068.09 萬元，高性能靶材研發(fā)中心建設(shè)項目 2,964.49 萬元，合計 27,917.77 萬元。


超卓航科招股說明書PDF版本

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