鉑力特王佳駿：金屬增材制造助力產品設計創(chuàng)新

2021年10月14日-15日，由上海市增材制造協(xié)會、中國航發(fā)上海商用航空發(fā)動機制造有限責任公司聯(lián)合主辦的“中國航空航天增材制造技術發(fā)展論壇”在上海滴水湖舉辦。鉑力特技術研發(fā)部部長王佳駿在本次論壇上發(fā)表了題為“金屬增材制造助力產品設計創(chuàng)新”的主旨演講。

△鉑力特技術研發(fā)部部長王佳駿

在演講中，王佳駿介紹了鉑力特的發(fā)展歷程、主營業(yè)務以及未來發(fā)展。王佳駿表示：“鉑力特成立于2011年，在過去10年的發(fā)展中有幸參與了眾多國家重大科技項目，累計裝機應用5000余件，2019年在科創(chuàng)板上市。目前公司員工超過1100人，研發(fā)人員占比約30%。當前主營業(yè)務涵蓋金屬3D打印設備、工藝技術服務、定制化產品和金屬3D打印材料。公司二期建設的粉末線、產品線、裝備線、研發(fā)中心在2021年全部投入使用�！�

之后，王佳駿分析了國外幾家代表性的公司在航空航天增材制造方面的成果，比如GE研發(fā)的GE9X發(fā)動機擁有300多個3D打印零件；SPACE X將增材制造技術全方位融入設計；西門子3D打印燃氣輪機葉片并不斷拓展應用深度等。

這些公司在應用增材制造技術的過程中，都是通過對產品進行設計優(yōu)化提升產品及系統(tǒng)性能、減重與成本節(jié)約、提升產品競爭力。王佳駿表示：“產品優(yōu)化涉及結構、材料、工藝三個方面。而且，基于增材制造的產品設計還需要思考四個問題：是否被3D打�。渴欠襁m于3D打��？如何適于3D打印？如果用3D打印提升價值？”

基于增材制造的產品設計也經歷了三個發(fā)展階段：AM——AFAM——DFAM，隨著技術的不斷成熟和設計能力的提升，增材制造的技術優(yōu)勢和潛力也被更大的發(fā)揮出來。基于增材制造設計的產品，在性能、減重、制造周期等方面均有提升。

王佳駿表示，常用的基于增材制造的典型優(yōu)化結構特征主要包括：中空夾層及點陣結構、空間拓撲結構、薄壁肋條強化結構、空間曲面/極小曲面散熱特征、功能優(yōu)先的流道排布、微孔結構等。

王佳駿還針對這些典型優(yōu)化結構特征列舉了多個鉑力特的應用案例，包括拓撲支架、輕量化支架、多尺度結構、蓋板、轉向節(jié)等。以拓撲支架為例，通過優(yōu)化設計+3D打印，這個支架的加工周期縮短至5h，材料利用率達95%，零件重量從670g減為245g，減重達到64%。

同時，鉑力特在論壇現(xiàn)場的展臺上展出了所介紹的拓撲支架。

△拓撲優(yōu)化連接件及原型（左：優(yōu)化前 右：優(yōu)化后）

在采訪中，王佳駿告訴南極熊：“增材制造與設計創(chuàng)新應該是相互融合、相互促進的關系。一開始，增材制造技術主要用于原型驗證，人們關心更多的是這項技術行不行，能不能做出來。這個階段主要是由工藝研究單位和產品制造單位為主，設計單位不直接承接制造，雙方之間會有一些脫節(jié)。隨著增材制造特別是近三年的發(fā)展，設計單位也開始重視增材制造，在這方面去做一些深入的工作，這是一項變革�！�