中航重機精心布局3D打印

李明思

在全民炒股的當下，或許赤裸裸的股價更能說明問題。從2015年5月4日起，中航重機的股價就定格在了30.76元，很多人預測開盤后或能連板甚至翻倍。其實，就在兩年半前的2012年11月份，其股價僅為5.8元。

中航重機股價兩年來5倍多的飆升與風靡全球的3D打印技術有著千絲萬縷的聯系，因為這項技術正在進入中國高端裝備制造業——航空航天行業。隨著北航材料學院材料加工工程系主任、長江學者特聘教授王華明研發團隊以技術入股的方式加盟，中航重機的3D打印逐漸從研發進入商業化階段。

英國《經濟學人》雜志在《第三次工業革命》一文中，將3D打印技術作為第三次工業革命的重要標志之一。3D打印技術已成為現代模型、模具和零件制造的有效手段，它簡化產品的制造程序，縮短產品的研制周期，提高效率并降低成本，其發展將會深刻影響先進制造業、工業設計業、生產性服務業、文化創意業、電子商務業及制造業信息化工程。

3D打印（即3D printing），是制造業領域正在迅速發展的一項新興技術，被稱為“具有工業革命意義的制造技術”。運用該技術進行生產的主要流程是：應用計算機軟件，設計出立體的加工樣式，然后通過特定的成型設備（俗稱“3D打印機”），用液化、粉末化、絲化的固體材料逐層“打印”出產品。

3D打印是“增材制造”（Additive Manufacturing）的主要實現形式。“增材制造”的理念區別于傳統的“去除型”制造。“增材制造”無需原坯和模具，能直接根據計算機圖形數據，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，簡化產品的制造程序，縮短產品的研制周期，提高效率并降低成本。

3D打印技術的推出對航空航天、國防軍工可謂重大利好，因為這個板塊的產品多為復雜形狀、尺寸微細、特殊性能的零部件、構件。在各種展覽中，3D打印制造的大型合金主承力構件更是將當前的飛機零部件制造推向高科技前沿，但同時價格不菲，一個小小的鈦合金飛機零部件就價值10萬元。

中航重機正是其中的佼佼者。早在 2011年，中航重機就曾經披露過再生金屬合金戰略規劃，投資32.7億形成33萬噸（全亞洲規模最大）鈦合金生產能力，銷售110億元，盈利7.4億元。2012年12月，中航重機再次公告，中航上大關于中航工業再生戰略金屬及合金工程（一期）項目一階段可行性研究報告，2013年建成投產，實現銷售29億，利潤3.1億。

與此同時，業內的翹楚王華明剛剛以“大型鈦合金結構件激光直接制造技術”將中國的3D打印技術推向了世界的前沿。王華明與中航重機一拍即合，加盟其專為3D打印成立的子公司中航激光。

說白了中航重機將成為中國航空鈦材、鈦合金制造、航空鍛件的最大企業，中航重機自然備受新技術的青睞。

在整個事情的演變發展過程中，我們看到，中航工業的飛機訂單+王華明國家認可的鈦合金3D打印最高技術+中航重機的鈦及鈦合金材料+中航重機的鍛造和液壓技術，事實上已局部壟斷了飛機制造的鈦合金關鍵部件。那么鈦合金在飛機上的使用究竟有多少？有專家作了如下計算：以大飛機為例，王華明提出的比例是20%。運-20重220噸，推算其中鈦合金每架在44噸左右，相當于需求1.2億元鈦合金材料。未來裝配數量，據報道分析是300架，需求是360億元。C919最近媒體披露，每架飛機需求鈦合金緊固件20萬件，首批訂單數100架，就是2000萬個鈦合金緊固件，2018年每年將遞增至150架，需求鈦合金緊固件3000萬件。

而且，3D打印的速度超乎想象，僅需55天便可以在實驗室中打造出C919機頭的四個主風擋窗框，若向國外公司定制，則需至少兩年以上時間，且成本也會相應增加許多，并且以此項技術所打印出的鈦合金零部件很可能大規模應用于我國新一代戰斗機之上。

可見，從機頭，到起落架，再到整個機身、發動機的整體3D打印鈦合金需求，是一個天文數字。隨著運-20，C919到第五代鈦合金機身戰機的成批量生產和建制裝備，中航重機的布局將再次加大。在中航成飛和沈飛的下一代戰斗機的設計研發中，激光鈦合金成形技術已經得到了廣泛運用。通過這一技術，正在研制的兩型第五代戰斗機殲-20和殲-31采用鈦合金的主體結構，成功降低了飛機的結構重量，提高了戰機的推重比；依托激光鈦合金成形造價低、速度快的特點，沈飛在一年之內連續組裝出殲-15、殲-16、殲-31等多型戰斗機并且進行試飛。

有如此眼光的中航重機是一家怎樣的企業？

資料顯示，其全稱為中航重機股份有限公司，前身為貴州力源液壓股份有限公司，于1996年11月在上交所上市，是中國航空工業企業首家上市公司，被譽為“中國航空工業第一股”。2007年該公司進行重大資產重組，向中國貴州航空工業（集團）有限責任公司、貴州蓋克航空機電有限責任公司、中航投資有限公司、貴州金江航空液壓有限責任公司等特定對象發行股份購買資產。2009年公司更名為中航重機股份有限公司。

該公司以航空鍛造業務為核心，依托航空工業拓展非航空領域，是國內鍛鑄與液壓產品的領先生產商，現有鍛鑄、液壓、新能源投資三大主業，產品大量應用于國內外航空航天、工程機械、新能源等領域，是我國最具競爭力的高端裝備制造企業。2011年7月投資設立中航激光子公司宣布正式進入3D打印領域，與行業領軍人王華明研究團隊合作保證公司技術領先優勢。王華明所帶領的北航團隊使我國成為繼美國之后世界上第二個掌握飛機鈦合金結構件激光快速成形及在飛機上裝機應用技術的國家。以至于，中航工業董事長林左鳴表示，中國近年來在航空航天領域取得了一系列重大突破，離不開增材制造技術的飛速發展。今年兩會，李克強總理對航天航空業的肯定更讓中航工業為首的行業翹楚信心倍增。

軍用飛行器的相關設備，由于特殊需要，設計非常復雜，傳統生產思路從來是做“減”法。通過切割、磨削、腐蝕、熔融等工序制作零部件，然后再拼裝或焊接成最終產品。這種制造思路，工藝復雜，難度超群，還會造成原材料的巨大浪費，成本不菲。例如，F22戰斗機的機翼和機身連接件，用傳統工藝制造，需要三個鍛件拼裝而成。此時，3D打印的技術優勢就凸顯出來，使用鈦合金激光3D打印技術，便可一氣呵成。

面對廣受熱捧的技術，王華明卻坦言，由于強度和質量控制問題，飛機的關鍵部件還難以使用3D打印，傳統鑄造、鍛造等制造產業不可替代，3D打印在成本、質量和穩定性上，都還不能與傳統制造業相比。

國際上也是兩種聲音并存。以美國為首的部分發達國家，將3D打印視作制造業復興的重要方向；同時，國內外也有不少業內人士認為，這項技術成本高、質量不穩定，其未來前景看空。

美國總統奧巴馬在2013年國情咨文中多次提及3D打印，將其視作美國實現制造業復興的重要途徑，這讓其風靡一時。在這份國情咨文中，奧巴馬展望了未來美國經濟發展的藍圖，他特別強調了兩大方向：產業回歸和3D打印技術的廣泛應用，“工人們將在美國學習和使用3D打印，這項技術可能顛覆整個工業體系”。奧巴馬的言論，經過媒體解讀和放大，迅速成為全球輿論焦點。

但是，不可否認的是，目前媒體上炒作的商業3D打印，多用于“娛樂目的”，僅僅是增材技術在非金屬模型領域的應用，并不代表該項技術的發展方向。只有高端裝備制造領域的高性能金屬構件生產才能真正發揮3D打印的高科技優勢，整個打印過程宛如春蠶吐絲般，層層包裹，形成最終完美的形態。