用全球最受關注的新興技術之一的3D打印，將新型結構材料鈦合金一次打印成型，并且能打印出國內最大的鈦合金結構件，這個高科技企業就是航天海鷹(哈爾濱)鈦業有限公司(簡稱海鷹哈鈦)。“習近平總書記在黑龍江考察調研時提出要培育壯大‘新字號’，要發展新產業新產品，培育增長新動力。我們就是這樣的‘新字號’企業，目前正加快產業化步伐。”海鷹哈鈦黨委書記肖波如是說。
其實，用3D打印技術制造鈦合金結構件，只是海鷹哈鈦的產品之一。該公司隸屬于中國航天科工集團第三研究院，憑借航天三院鈦合金精密鑄造、鈦合金精密塑性成型、鈦合金粉末成形、鈦合金增材制造、鈦合金機械加工五大領域的技術優勢，2013年在哈爾濱科技創新城建立哈爾濱航天高技術創新產業園鈦產業園，走上了產業化之路。2015年下半年，該公司邊建設邊生產，目前主要生產鈦合金產品幾十種，其中獨家生產的大型鈦合金部件十幾種，預計今年主營業務收入將達14000萬元。
加速產業化進程
日前，記者來到哈爾濱航天高技術創新產業園鈦產業園。在鈦合金精密鑄造中心生產現場，一名工作人員往操作系統中輸入鈦合金模具加工程序，一個黃色的龐然大物接收到指令后扭動著身軀，用修長的手臂從自動轉載站中拿起一個組好的蠟模，一番操作后，將形成鈦合金模具，可以制作指定形狀的鈦合金產品。“整個車間現代化程度是國內一流的，僅需2名工作人員，可代替過去100人的勞動力，既節省成本還能提高產品質量。”海鷹哈鈦鈦合金精密鑄造中心副主任周志兵告訴記者。
“我們公司是對航天航空用鈦合金特種工藝項目進行成果產業化，在鈦合金新技術、新工藝的基礎上，形成鑄造、塑性、機加一體化的技術整合，達到部件交付一體化，利用產品的高技術、高效率、高可靠性和低成本性提高企業競爭力。”肖波介紹，2015年該公司就推出了多個產業化產品，主要產品有盒體、支撐殼體、支架及內外殼體等鑄造零部件及3D打印鈦合金框架等，其中制造的大尺寸薄壁高溫鈦合金框架、導流型面體零件為國內最大尺寸薄壁鈦合金整體鑄件。
努力將產品做到最優
擁有成熟的鑄造和塑性成形技術及工藝，就可以批量生產高端鈦合金產品嗎？“不是那么簡單的。”海鷹哈鈦經營規劃部的張詩林說，“我們承接的研制任務不是定型產品，針對每個產品的自身特點，都要分析任務的內部結構特性及功能特性，再確定最后的工藝流程。”張詩林說，2014年建設期間，公司接到一項重點任務，制造大型復雜薄壁鈦合金鑄件，因為該鑄件自身具有較大面積的異形薄壁腹板和變截面壁板等復雜結構的特點，且鑄件尺寸精度和重量控制十分嚴格，故其鑄造工藝在鑄件完整成形和尺寸精確控制等方面難度巨大，為此該公司成立了專項研發團隊。團隊經過多次工藝優化調整，最終通過采用特種熔煉澆鑄工藝，實現了大型復雜薄壁鈦合金鑄件一次澆鑄成功。“目前我們的最大薄壁鑄件成型技術在國內處于領先地位，沒人比我們做得大！”張詩林引以為傲地說。
在產業園內，記者看到，這里引進了全國最大的電子束熔融快速成型系統，全國最大熱等靜壓機等多個“全國最大”設備。其中，全國最大的電子束熔融快速成型系統的明顯優勢就是能夠在產品的每一層加工過程中對零件進行循環熱處理，釋放零件的熱應力從而保證產品的形狀穩定。以復雜薄壁的產品制造為例，傳統加工方式只能靠單一的機械加工制造該種產品，存在著加工時間長、材料消耗大等局限性。而該公司以電子束熔融快速成型系統制造的3D打印毛坯件，再對毛坯件進行少量的機械加工，成功地制造出了產品，制造周期由半年縮短為3個月，更為重要的是產品強度和塑性指標遠遠超過國家標準，在產品試驗時做到了一次研制成功。
向高端鈦合金產品研發制造基地邁進
“對于鑄造來講，工序復雜、加工難度較大，所以用3D打印技術實現一次成型是首選。我們的鈦合金電子束3D打印的一體化和復雜框架部件，目前已投入應用，是航天航空領域3D打印鈦合金零部件應用的突破。”肖波說，由于鈦金屬具有強度高、耐腐性強、生物兼容性好等特點，所以現在被廣泛應用于航空航天設備制造、環保、化工、海洋工程、生物醫療等領域。在3D打印方面，該公司掌握了球形微細粉末制造和3D高精度打印成形等核心技術，并預期為航空航天應用研制并提供定制化產品。
航天航空需要推動輕量化進程，高端鈦合金產品以其自身優越性備受青睞。在做好航天航空產品的同時，海鷹哈鈦積極拓展民品，據悉，該公司明年將涉足海洋工程，通過熱壓成型技術為中海油制造微通道換熱器；生物醫療方面，通過醫用造影測量患者需要替代的骨骼組織數據或牙齒數據后，以鈦合金為原料，用3D打印技術“印”出所需關節和牙齒；在體育器材等領域也將有更大突破。
據了解，海鷹哈鈦項目二期將在擴大原有生產線和研發中心的同時，建設高品質特種鈦錠制造中心、高品質鈦合金管型材制造中心、鈦合金制造技術重點實驗室，成為東北最大的鈦合金產業園，預計2017年建成。海鷹哈鈦將通過持續研發工作，將公司由傳統零部件制造企業向提供成套裝備制造和整體技術解決服務的高技術企業發展，打造成為國內領先、國際先進的、業內知名的高端鈦合金產品研發制造基地。
