打造基于工业互联的5G增材制造智能工厂，看似高深而玄妙，似乎是大企业的游戏。增材制造技术有哪些应用新模式？产线能否具备可复制、可推广的条件？30人，4个月，签下2.4亿大单，中国航天科工三院159厂航天增材中心产业化迈出重要一步。
增材制造智能工厂。封晓东 摄影
打响“先进制造”知名度
走进159厂增材制造技术创新中心的生产车间，4台3D打印设备，排成一列，RGV（有轨穿梭小车）悬于设备旁边，通过机械臂抓取加工缸体，经由RGV准确放到打印设备操作台，现代化气息扑面而来。
如果仅仅是机械臂、RGV、自动检测，这与自动化生产线并无区别。但增材智能制造显然与此不同。
159厂将要通过与联通公司合作，搭建一个边缘云专属服务器，将所有数据传输到服务器上，数据不出园区，就可实现所有生产设备互联与控制，减少操作人员，推动增材制造产品降本增效，还能对信息安全进行保护。
“这是我们定制化研制连续生产的增材制造生产线系统，它将打印主机、清粉系统、供粉系统、物流系统以及其余配套辅助系统合理布局，通过5G在线数据采集，实现打印过程在线监控。”159厂技术负责人张文韬说。
图为技术人员分析增材制造设备成形数据。封晓东 摄影
为满足日益繁重的科研生产需求，增材智能产线利用 5G 网络“大带宽、低时延、高可靠”的特性，采用可移动缸体模式，实现打印单元连续生产，设备利用率提升30%，有效提升增材制造产线综合产能。
随着增材中心一系列全产业链不断突破，159厂在航空航天增材制造领域的影响力和知名度越来越广，签署的战略合作协议也越来越多。
图为增材制造制造管控平台。封晓东 摄影
山东临沂市合作企业就是其中之一。他们第一次来到159厂增材制造智能生产车间参观交流时，便对车间的智能产线动了心，看着一台台开足马力的打印机打印出的各种精密结构产品，他们深知3D打印作为一种新型技术，是传统制造所不能媲美的，而这一先进的制造方式，不仅可以拓展当地产业发展路径，还能成为推动制造业转型升级和高质量发展的重要抓手。
经过多轮的线上洽谈，临沂市合作企业邀请159厂到当地走访调研，帮助自己寻找先进的制造方式，拓展产业发展路径。
应对质量挑战
159厂增材制造中心经过多年的技术沉淀，已先后突破典型结构产品增材制造工艺技术，累计实现四千余件增材制造产品在30多种型号中的应用，解决了型号研制过程诸多急、难、险的瓶颈问题。
在3D打印加工过程中，产品的成形方向或摆放角度会对产品质量产生影响。因此质量的监控和保证是产品制造商考虑的重点。“谁能做好产品的质量控制，谁就能赢。”张文韬说。为应对质量挑战，159厂增材制造中心团队在产品成形工艺的突破上花了更多的心思。
图为自主研发超大尺寸八光束激光选区熔化设备。封晓东 摄影
在一次加工制作大尺寸薄壁结构产品时，较高的热源（激光）导致金属的膨胀和收缩而引发严重变形，与原始数据相比，偏差可能会超出可接受的范围。为解决此问题，159厂增材制造中心技术负责人刘煜带领攻关团队选择了多种方式集解决，例如用缩比件试验件验证工艺方案、用工艺仿真软件进行多轮迭代，以及对设备的成形质量进行在线监测等。
面对型号任务周期紧、且新结构传统工艺难以实现等的瓶颈问题，159厂最终确保了产品的顺利研制和如期飞行试验的成功。
他们的增材制造技术成果除了确保型号研制外，还有更大的“野心”。为占据市场、承揽订单，159厂增材制造中心在制造能力上逐步形成优势，短短一年内，一个智能制造生产车间就初具规模。
图为激光选区熔化成形过程。封晓东 摄影
“5G+智能工厂”“AGV小车的多场景应用”......这些极具科幻感的新事物令人遐想，而159厂正在逐步将它们引入传统企业的生产过程中。
目前增材中心已完成了“5G”增材制造智慧平台、产线自动化调度系统一期建设，实现了生产制造数据实时采集和监控、 增材制造设备健康管理、 物料与产品自动化精准配送，牵引了大尺寸、多光束增材制造设备国产化研制，实现增材制造产线核心装备自主可控。
图为增材制造移动方舱系统。封晓东 摄影
临沂市合作企业看到了159厂增材制造中心的技术实力和发展决心。一来一往后，双方开始就建设方案、实施方案、产能规划方案进行反复沟通，并逐步签订多项战略合作协议。他们的合作向纵深发展。
提供一种保姆式服务体验
然而最终让山东临沂市合作企业打消顾虑的是159厂的产业发展路径。
“我们要为用户提供生产设备、建设生产区、合理排布工作区域，并重新布局工艺流程和物流运输流程。” 张文韬介绍。
这是一种保姆式服务体验。159厂增材制造中心围绕航空航天产品生产制造需求，以自主研发的激光选区熔化设备为资源平台，打造了增材制造整体解决方案，在基于了解用户发展需求的基础上，做有针对性的方案设计，让用户少走弯路，快速高效实现产业需求转型升级。
图为生产人员进行设备巡检。封晓东 摄影
“与传统加工制造方式比，我们的产业模式可以让用户的成本降低20%左右。”张文韬说。
正谋求更大发展空间的159厂，遇到了寻求产业升级的山东临沂市合作企业。基于规范的管理体系、年轻的管理团队、显著的技术能力、长期的对外合作经验，以及文化和价格优势，159厂成为山东临沂市合作企业值得信赖的合作伙伴。
图为技术人员进行专项技术攻关。封晓东 摄影
未来159厂增材制造中心也将不断拓展增材制造产业“1+N”区域布局，持续聚焦增材制造产业化发展需求，推动体系建设、模式创新、联合创新及科技成果转化应用，形成可复制、可推广的增材制造智能工厂系统解决方案，助力增材制造产业体系升级。
