西安铂力特:科技成果转化的“西工大模式”

2020-09-10 01:21刘建平
中国工业和信息化 2020年8期
关键词:西北工业大学增材成形

刘建平

铂力特已经成为中国工业级金属3D打印领域的领军企业。作为中国第一家全产业链3D打印股,它探索出了一种有效的高校科技成果转化模式。

2019年7月22日,伴随着开市锣声的响起,西安铂力特增材技术股份有限公司(以下简称“铂力特”)正式登陆科创板上市交易。自2011年成立起,短短8年时间内,铂力特一跃成为了中国工业级金属3D打印领域的领军企业。铂力特成功在科创板挂牌上市标志着中国第一家全产业链3D打印股诞生,也探索出了一种有效的科技成果转化模式。

这是一家怎样的公司?

铂力特成立于2011年,是中国领先的金属增材制造技术全套解决方案提供商。铂力特的业务范围涵盖金属3D打印服务、设备、原材料、工艺设计开发、软件定制化产品等,构建起了较为完整的金属3D打印产业生态链,在核心业务及产品的关键技术性能方面达到了国际先进水平。

铂力特的成立是西北工业大学推动科技成果迈向产业化的重大举措。作为我国最早研发3D打印技术的单位之一,西北工业大学凝固技术国家重点实验室黄卫东教授团队在金属高性能增材制造技术方面有着雄厚的科研底蕴与实力,为铂力特的发展奠定了坚实的技术基础。

激光立体成形技术的研究与应用

3D打印技术出现在20世纪90年代中期,特别是在2010年后,一系列由3D打印技术生产的产品开始为人们所熟知。3D打印将以往所有的机械加工都通过逐渐去除材料来成形实体产品的“减材制造”,变成通过逐渐添加材料的方式来形成实体产品的“增材制造”思路,而这一改变对人类的制造活动来说无疑是一场巨大的革命。

3D打印的道理听起来非常简单,前景也非常广阔,但真正实现起来,就会和其他新事物一样面临困难与挑战,而这些挑战和困难在工业级上的金属3D打印领域更是前所未有,比如适用于3D打印的技能还不普及,装备研发不足,耗材有限,如何保护知识产权和隐私,以及如何找到盈利模式等,不一而足。

早在1995年,黄卫东教授在科研中就产生了关于快速成形技术的一个新构思:把快速原型制造的增材成形原理和同步送粉激光熔覆技术相结合,形成一种快速成形高性能致密金属零件的新技术,用于直接制造可以承载高强度力学载荷的金属结构件。黄卫东教授根据自己的专业知识,坚信采用同步送粉激光熔覆技术完全可以做出力学性能非常高的金属零件。于是,他和团队开始进行激光立体成形的技术基础——多层激光熔覆的探索性研究。初步结果令人鼓舞,在金相显微镜下竟然难以分辨多层激光熔覆形成的金属块的分层结构,这说明材料结合得非常好,确实形成了一个致密的整體。

黄卫东的博士生、铂力特总经理薛蕾介绍说,金属3D打印出的蜂窝状金属结构体,因良好的力学性能,轻量化、拓扑优化的特点,可以广泛应用于对材料要求极其严苛的航空航天航发领域。这也解决了很多传统方法解决不了的问题,比如,替代传统技术所生产的机翼、机身材料,在坚固结实的同时,能大大地减轻航空航天器材自重,设计人员就无需再为减重而不得不牺牲飞机性能、牺牲武器挂载。

先进的技术离不开装备的支持,激光立体成形技术更是如此。对装备的研制是凝固技术国家重点实验室最重要的研究传统之一,不管有多困难,装备研制的核心技术一定要掌握到自己手中。经过教授团队的努力与探索,2007年,团队研制出国内首套商用LSF-型激光立体成形制造装备,当时在国际上能够提供产业使用的激光立体成形装备的代表性公司有美国的Optomec公司、POM公司,德国的Trumpf公司,国内仅西北工业大学提供了商用装备。

2012年大年三十的早晨,对于黄卫东教授团队来说是难以忘却的:受中国商飞委托,团队经过数月夜以继日的设备调试和工艺攻关,第一个近3米高的C919飞机中央翼缘条非常漂亮地成形出来。经过后续多项严格测试,产品各方面性能均达标,综合性能超过了锻件水平,受到了中国商飞的高度认可。该增材制造产品在C919的设计验证阶段发挥了重要的作用,这也标志着该项技术在航空工业领域的应用取得了巨大的突破。这一切成果都源于激光立体成形技术的创造与应用,而激光立体成形技术的提出,并不是一时之间的“奇想”,而是不断积淀式的“水到渠成”,其秘诀恰恰在于,黄卫东教授团队成员都是铸造出身,他们利用在凝固理论和材料科学方面深厚的理论功底,对各种重要合金体系激光成形过程的熔化、凝固和后续热处理的固态相变过程都进行了系统深入的科学研究,奠定了激光成形过程的材料科学基础。而正是这一切,才最终促成了激光立体成形技术这一创新性技术的产生与使用。

创新高校科技成果转化模式

如果说在过去的近20年中,黄卫东教授更多以西北工业大学凝固技术国家重点实验室领军人身份,带领团队树立在中国金属打印研究领域的权威地位;那么从2011年学校设立西安铂力特的尝试开始,他就成为融合高校技术创新力量,创造了占领高端制造业市场的中国工业3D打印企业范例。

国内整体的高校科技成果转化一直存在不少问题,其中最核心的问题是学术研究和商业运营如何做到相辅相成,简单地说就是高校和企业如何发挥各自的优势,做到合理分工。黄卫东教授对此有着自己的见解,并认为合理分工很有必要:“风险大、具备基础性与前瞻性的技术由学校做,企业对技术的市场前景通常更为敏感,可以由学校先做前期基础开发工作,再由企业论证市场前景后进行工业应用。”

2011年学校多方征求意见建议,决定以铂力特为示范,通过建立规范的公司运营来推动学校科技成果的产业化。同年7月,由西北工业大学及成员股东共同出资的铂力特公司正式成立,黄卫东出任董事长和首席科学家,主要负责铂力特的公司战略、长远发展规划的制定和高端人才聚集。公司在运行机制上突破了传统校办企业的束缚,采用现代企业体制运营,学校既保有股份也引入社会投资,虽支持发展但不干预具体业务。从科研角度讲,学校主要专注金属3D打印技术的基础研究,而公司侧重竞争性、直接应用型的技术开发。

凭借雄厚的科研实力和良好的运行机制,铂力特在短短8年间突飞猛进、日新月异,业绩逐年稳步上升,销售收入从2012年的不足百万元、利润负数,至2019年销售近3亿元,并将市场拓展至海外。

近年来,西工大主动适应市场需求,多措并举,加快科技成果转移转化,创新工作思路,努力探索企业发展路径模式,不断实践,逐步形成了自主转化、校企协同、转让许可、折算股份等四种科技成果转化的“西工大模式”。铂力特作为有着高校“血统”的科技成果转化企业,其探索科技成果转化的具体实践,对于陕西众多有着高校科研院所资源的科创企业来说,有着极大的示范效应。

背后的推力:校友校企手拉手

在铂力特成立、发展的历程中,一直有一位发挥着不可替代作用的人物,他就是西北工业大学77级校友、陕西华秦科技实业有限公司董事长折生阳,他同时也是铂力特公司的副董事长。既当过科研人员、又当过科技管理干部,下海营商20多年的折生阳始终心系母校,正是在他的大力支持下,母校校企走出了一条高校科技成果轉化、产业化运行的创业之路。

2011年折生阳投资1520万元与黄卫东教授团队共同成立铂力特公司。2012年,他投资2940万元与西北工业大学及介万奇教授团队共同成立陕西迪泰克新材料有限公司;与材料学院周万城教授团队在航空发动机用特种功能材料技术上经过20年的合作研发,于2016年实现成果转化,并成功立项国家总装备部多项预研项目。

谈到这种合作,折生阳总说“自己就是做好服务”。而这种“服务”,其实源于他的学生时代。折生阳和周万城读大学是同班同学,经常和同专业的黄卫东、介万奇一起学习。“读书那时,周万城是班里成绩最好的,理解力和记忆力特别好。介万奇总有很多新奇的点子;黄卫东多才多艺,会吹笛子,总在大家学习间隙帮大家缓解疲劳”。谈到老同学,折生阳如数家珍。“而我,就是给大家做服务的”,折生阳谦虚地说。实际上,当年折生阳是他们班的班长,是为大家服务的好班长。

截至2018年,折生阳和他创办的陕西华秦科技实业有限公司已累计为西工大投资1.65亿元进行产学研转化。他和母校一起用科技强国的理想,走出了一条心有大我、风光无限的创业路。

迎接“自由设计时代”

目前,铂力特已经成为中国金属3D打印行业的翘楚,并走出国门,成功开拓了海外市场。2014年3月,欧洲空中客车公司与西工大和铂力特签署合作协议,共同开发激光立体成形技术在航空领域的应用。2018年,铂力特通过了空客公司IPCA认证,启动了空客A330增材制造项目,成为空客亚洲区的金属增材制造合格供应商。同年8月,空客又与西工大和铂力特分别签署联合科研合作协议,三方进入联合研发时代。

科创板上市后,铂力特继续深化对3D打印深层次基础科学问题的探索研究,引领科技创新,培育创新人才,推动覆盖完整产业链的高性能增材制造产业的发展,加快推进科技成果转化,加快推进与全球工业界的深度合作,让世界共享西工大3D打印技术的卓越成果。

忆往昔,看今朝。铂力特今后将承担起更多强大中国制造业的重任,也承担起了推动人类制造文明进步的使命。正如黄卫东教授和铂力特总经理薛蕾所说,革命性的金属3D打印技术将让设计更自由,让制造更简单,将弥补传统金属加工业的短板和不足,助力中国工业制造完成从“机械加工”到“智能制造”的转变。金属3D打印正在创造一个宏大的新世界。今天,这个宏大的新世界仅仅才展现出一抹晨曦。在黄卫东教授看来,热加工的发明使人类从“石器时代”进入“金属器时代”,冷加工的发明使人类进入“复杂机器时代”,而增材制造的发明,则将推动人类社会进入“自由设计时代”,必将促成人类制造能力的又一次大飞跃。

(本文部分资料来自:西工大新闻网、人民日报、科技日报、中国青年报、3D打印世界等。)

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