上海商蔚機(jī)械科技有限公司成立于2003 年，經(jīng)過20 年發(fā)展成為了一家高新技術(shù)企業(yè)。目前，公司主要經(jīng)營精密液壓閥和電液控制成套系統(tǒng)，產(chǎn)品包括比例控制閥、保壓控制閥、方向控制閥、壓力控制閥、流量控制調(diào)，以及電子控制器和電液控制成套系統(tǒng)等。值得一提的是，公司還是比例伺服閥性能完全達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)樣本參數(shù)要求的國內(nèi)少有廠家之一。

　　兩年前，在董事長陸林海的帶領(lǐng)下，公司與國內(nèi)某3D 打印設(shè)備商合作攻克3D 打印在液壓行業(yè)的技術(shù)難關(guān)，目前距離產(chǎn)業(yè)化落地非常接近。在5 月初舉辦的2024 亞洲3D 打印、增材制造展覽會上，陸總代表公司向現(xiàn)場嘉賓與業(yè)界同仁做了相關(guān)報告，介紹了當(dāng)前國內(nèi)外3D 打印技術(shù)在液壓行業(yè)的應(yīng)用。

　　改進(jìn)設(shè)計，提升效率

　　相比其他行業(yè)，液壓行業(yè)有其特殊之處，各種閥體的內(nèi)部流道復(fù)雜，以往這些閥體只能通過鑄造完成，但當(dāng)遇到復(fù)雜內(nèi)部流道時，傳統(tǒng)工藝時常無法完成。3D 打印可以輕松解決閥體內(nèi)部復(fù)雜流道的問題。對此，商蔚機(jī)械在兩年前就開始了3D打印的創(chuàng)新之路，研發(fā)了閥體從鑄造改用金屬3D 打印的解決方案。

　　與其他工藝不同，應(yīng)用3D 打印需要從流道設(shè)計就和液壓工程師緊密合作，確保閥體結(jié)構(gòu)設(shè)計符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證流道的產(chǎn)品屬性和質(zhì)量穩(wěn)定。公司的第一款3D打印閥體試驗產(chǎn)品，歷經(jīng)大約4-5 個月時間。陸總坦言，當(dāng)初沒有選擇行業(yè)普遍采用的激光熔覆技術(shù)，也是考慮到成本問題。因為激光熔覆的打印成本偏高，1 克的生產(chǎn)成本就能達(dá)到2 元甚至更高，而傳統(tǒng)鑄造的造價只有1 角/ 噸，兩者相差太大。即使激光熔覆可以滿足閥體的相關(guān)設(shè)計要求，但對于液壓行業(yè)而言也是難以承受的。因此，公司采用了粘結(jié)劑噴射金屬3D 打印技術(shù)，經(jīng)實際測算，該技術(shù)的生產(chǎn)成本可降至激光熔覆的四分之一。

　　3D打印不僅改變了閥體的流道設(shè)計，還顛覆了工藝流程。過去，公司在設(shè)計閥體產(chǎn)品時往往是由外到內(nèi)，逐層深入進(jìn)行。采用3D 打印方法，可以讓設(shè)計師先進(jìn)行管道設(shè)計，讓復(fù)雜流道成為可能。3D 打印的最大魅力就在于，當(dāng)有一個好設(shè)計的想法時就可以快速落地實現(xiàn)。

　　通過3D 打印，實現(xiàn)了對閥體內(nèi)部流道的優(yōu)化設(shè)計，同時也給后續(xù)驗證提供了便利。過去，鑄造開模的費用是幾萬元，周期至少需要兩個月，如果需要修改模具，產(chǎn)品的開發(fā)周期則更長?，F(xiàn)在，經(jīng)過3D 打印的原型零件可以非常方便地做流場分析，降低企業(yè)損失，分析后還可以做二次優(yōu)化，大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，實現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化迭代的快速提升。

　　具體到單類產(chǎn)品，以比例伺服閥和電磁轉(zhuǎn)向控制閥為例，運(yùn)用3D 打印技術(shù)可以讓閥體產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能優(yōu)化得到很大的提升。通過3D 打印，不僅可以改變比例伺服閥的外殼設(shè)計，還能改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減輕銜鐵和閥心重量以提高頻響。在電磁轉(zhuǎn)向控制閥方面，3D 打印技術(shù)讓閥體具有良好的耐腐蝕性和機(jī)械性能，改建內(nèi)部設(shè)計獲得更高效的流道組合。

　　穩(wěn)定性和可持續(xù)，是企業(yè)的核心訴求

　　當(dāng)前，3D 打印在國內(nèi)液壓行業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段。盡管該技術(shù)具有先天優(yōu)勢，可以滿足企業(yè)對打印產(chǎn)品快速測試驗證的要求。但粘結(jié)劑噴射金屬3D 打印技術(shù)有其局限性。打印后的閥體需要經(jīng)過燒結(jié)后才能完全成型，期間，零件會出現(xiàn)不同方向上的應(yīng)力收縮，甚至還會出現(xiàn)破損和開裂的情況。同時，由于行業(yè)對于閥體內(nèi)孔加工精度有很高的要求，因此需要特別控制燒結(jié)溫度，這對最終的閥體質(zhì)量至關(guān)重要。

　　目前，公司正在和國內(nèi)3D 打印設(shè)備供應(yīng)商緊密合作，希望加快產(chǎn)業(yè)化落地。將閥體的鑄鐵材料轉(zhuǎn)換成不銹鋼，如果能解決加工精度和燒結(jié)變形等問題，不銹鋼閥體憑借耐腐蝕性能將有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前，國內(nèi)在粘結(jié)劑噴射金屬3D 打印方面，與國外的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用有較大差距。在國產(chǎn)化替代浪潮的推動下，國產(chǎn)打印設(shè)備是否經(jīng)得起市場和規(guī)模生產(chǎn)的檢驗，這也是當(dāng)下液壓企業(yè)普遍關(guān)心的問題。

　　陸總表示，如果一項技術(shù)再好但只停留在實驗室階段，沒有進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，那終將不是一項好技術(shù)。中國制造2025 工業(yè)強(qiáng)基里面，提到的核心基礎(chǔ)是零部件、液壓件。他相信，隨著3D 打印技術(shù)的逐漸成熟并被行業(yè)用戶接納，未來液壓行業(yè)也將搭上3D 打印順風(fēng)車，助力國產(chǎn)化替代，實現(xiàn)在高端市場上替代進(jìn)口產(chǎn)品。

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