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文章来源:中国航天报
发布时间：2024-03-20
在今年的政府工作报告中，新质生产力被列为2024年十大任务之首。在加快发展新质生产力这条新赛道上，中国航天科技集团有限公司一院211厂利用自身在增材制造领域的技术优势，正在迎接新机遇、应对新挑战。在一院南苑厂区的7号厂房里，巨大的3D打印机发出阵阵轰鸣，这就是211厂新质生产力发展的“胎动”，也是面向未来的发展之声。加入制造技术的革命增材制造，又称3D打印。在麦肯锡全球研究院（MGI）列举的十二大颠覆性技术中，3D打印名列其中。相比传统制造方式，增材制造对操作人员依赖度低，具有机械化生产所不具备的大规模定制能力。211厂廊坊增材制造分公司技术质量部副部长罗志伟介绍：“利用增材制造技术的各项优势，可实现产品性能提升以及设计与生产模式的升级换代。”从理论设计到工程应用，必须能够实际解决一些问题，比如材料性能批次稳定性的问题，材料、设备等之间的匹配性问题。得益于火箭总装厂的“先天”优势，211厂增材制造产品有着率先从理论设计迈入工程应用的机会。211厂通过丰富的工程实践发现问题并及时响应，其增材制造技术也一步步走向成熟。目前，该厂已经形成涉及所有工艺的全产业增材制造体系，实现了金属增材制造主流技术全覆盖，实现了航天产品尺寸和精度全覆盖，在航天领域走在前列。如今，该厂的增材制造产品已经在长征十一号运载火箭、长征五号运载火箭上得到应用。适用于其他新一代运载火箭的产品研制、评审、验收等工作也在紧锣密鼓开展。破解迈出第一步的难题和许多创业者一样，211厂廊坊增材制造分公司技术质量部部长梁晓康及其同事也经历了阵痛期。在航天这样一个极度追求高可靠性的行业，与“新”字处处关联的增材制造技术并不占优势。创业初期，211厂引进了航天系统首台金属打印设备，实现了首件产品的交付。但是很多时候，大家要像市场推介员一样主动寻找市场。直到2016年增材制造中心成立后，一切才逐渐好转。2018年，长征十一号运载火箭在研制中出现了一项突发难题——卫星支架工期不足。卫星支架产品每批次产付数量少、形状尺寸多变，这些特点直击增材制造模式的“好球区”。为了满足快速和低成本交付的要求，211厂首次采用电弧熔丝增材技术方案进行制造，顺利完成了首件铝合金卫星支架制造，首次实现了增材制造技术的工程化应用。其打印锥筒壁厚仅为锻件的1/4，大幅降低了机加去除量，整个打印周期仅需3天，令人叹为观止。此后，211厂廊坊增材制造分公司也正式敲开了产品应用的大门，在航天特种结构设计、制造与应用方面接连取得突破——满足航天产品的减重、承载、隔热等多功能复合需求，他们突破了点阵结构的关键技术，应用于多型航天配套产品中；为实现缓冲吸能、提高系统可靠性，他们突破了负泊松比结构设计与制造关键技术，应用于航天分离装置中……“随着新结构和新材料的不断突破，在航天，利用增材制造已经能生产很多传统技术无法生产的产品，技术优势日渐凸显。”罗志伟表示。深挖潜力后的开阔前景在增材制造初期，整个行业一度认为限制3D打印的唯一因素就是人们匮乏的想象力。但经过实践，大家越来越发现增材制造对材料性能、打印工艺、质检规范等都有很高的要求，在一定程度上存在发展局限性。但就航天产品而言，相较传统制造，增材制造具有不用模具、流程更短、成本更低、制造更快的优势，可以支撑航天产品快速研制迭代。罗志伟补充，增材制造过程无污染，材料消耗低、能源消耗低、加工废料少，再加上原材料可回收再利用，“绿色”也是增材制造的一大优势，助力制造产业实现“从有到优”的变化。公开资料显示，2012年~2022年，我国增材制造产业规模从10亿元增长至320亿元。如今，更多航天领域的设计人员主动将增材制造设计方案应用到火箭生产流程中，211厂廊坊增材制造分公司的增材制造技术在30多个航天产品中得到应用。该厂以50多名员工的规模，在过去一年创造出近1亿元的年产值。成本是限制增材制造技术应用的重要因素。梁晓康表示，211厂正在争取早日走向广阔的民用市场，也会向以原材料、核心器件开发为主的产业链上游以及增材制造设备与工艺开发的中游拓展。（顾航瑜）}

仪表龙头四联的LED之路
央视蛇年春晚已过去近一个月了,但春晚舞台上美轮美奂的LED显示屏,却还让很多人记忆犹新。而显示屏背后璀璨的数千万颗灯珠,均有一个响亮的名字——“四联造”。　　据了解,这已经是重庆四联光电连续第二年成为央视春晚显示屏器件的独家供应商。近日,四联光电的LED道路照明系列、LED商业照明系列还获2011-2012重庆市优秀新产品一等奖。四联光电的LED产业链,正在一步步深化。与此同时,四联光电以其世界领先的技术和实力,在人造蓝宝石及其晶片等业务领域不断拓展,成为行业标杆。　　集团发展历程　　仪表龙头进军LED行业　　2012年,我国照明用电约占全国用电量的13%左右。在能源日益匮乏的今天,使用一种高效绿色的照明灯具成为必然选择。据相关专家测算,若将我国全部在用白炽灯替换成节能灯,每年可节电480亿千瓦时,相当于减排二氧化碳近4800万吨,若进一步更换为LED照明产品,将带来更大的节能效果。　　在LED灯具即将迎来照明市场的又一次革命时,拥有聪明“大脑”的“四联造”LED路灯,节能率高达75%,寿命长达8年以上,已然站在了行业的前端。实际上,自高起点切入蓝宝石及LED行业以来,四联集团不断刷新行业纪录。但作为仪表行业老大哥的四联集团为何会挺进LED照明行业?　　在进军蓝宝石及LED产业之前,四联集团已经连续8年稳居国内仪器仪表行业龙头地位,但行业规模成为企业发展的天花板,如何依托固有资源进行相关多元化,给四联集团提出了发展的新命题。　　蓝宝石促多元化发展　　2008年,全球金融危机爆发,世界500强美国霍尼韦尔公司出于自身发展需要,有意出售加拿大蓝宝石工厂,橄榄枝首先抛向中国的友好城市——重庆。　　四联集团相关负责人介绍,集团在宝石元件生长、加工方面的经验技术以及与霍尼韦尔自控技术之间的合作渊源,成为接受橄榄枝的最佳人选。集团充分“理解”此次收购的意义将非常深远,因为彼时国内没有一家企业能完整地生产出蓝宝石衬底。即使是最小的2英寸衬底,也大量依赖进口,而霍尼韦尔已经具备生产4英寸衬底的技术。如果收购成功,势必将掌握世界顶尖的蓝宝石制备技术,为四联集团实施相关多元化发展战略提供原动力。　　通过数次谈判及重庆市政府的斡旋,2008年4月,四联集团成功收购美国霍尼韦尔蓝宝石业务,8月,成立四联加拿大蓝宝石工厂,同年底,组建重庆四联光电科技有限公司,自此,四联集团的业务版图上添上了新成员——蓝宝石及LED。　　产业发展现状　　高端技术助蓝宝石生长　　这次收购开启了重庆国企海外收购的先河,也给四联集团带来空前的压力,如何消化好顶尖技术,不至造成“蛇吞象”的局面?四联集团用复制再创新解答了这道难题。　　2008年12月,四联集团LED产业基地在两江新区蔡家同兴工业园起航,成功复制加拿大蓝宝石工厂。集团相关负责人介绍,在复制工厂的同时,集团加快高端人才的聚集,相继从美国、日本等海外和国内引进数名高端光电产业专业人才,在四联光电成立技术研发中心。仅一年多时间,通过攻克技术壁垒,成功消化蓝宝石晶体提法拉和泡生法两项蓝宝石生长技术,高端核心技术实现从“无”到“有”的跨越。　　“在‘有’的同时,四联光电也加快‘创’的步伐。”四联集团相关负责人介绍,研发中心现已具备生长、加工和研发世界顶级品质大尺寸蓝宝石的能力,拥有85公斤级以上大尺寸高品质蓝宝石晶体的批量生产能力,成功实现30kg和60kg级蓝宝石生长设备的国产化,在极大节约生产成本的同时为快速扩充产能未雨绸缪。目前,公司大尺寸晶片制备技术世界领先,是国际半导体行业协会制订大尺寸蓝宝石衬底国际标准的重要成员,其6英寸、4英寸晶片畅销国际市场,是osram、philips等世界顶级照明制造商的首选合作伙伴和核心供应商 以蓝宝石晶片为衬底的封装产品技术已经达到国内先进水平,成功与天马微、信利、金立翔、利亚德、州明科技、史福特、阳光照明等LED应用行业龙头企业建立战略合作伙伴关系。　　依托实力突破技术瓶颈　　解决了产业链顶端技术的瓶颈,四联集团开始布局全产业链战略,依托蓝宝石生长加工和芯片封装技术,延伸出LED照明业务,高端技术逐渐从“幕后”走到“台前”,照亮产业发展前景。“四联造”LED智能路灯一经推出,犹如在市场上投入一颗重磅炸弹。　　集团相关负责人介绍,多年来,国内LED路灯照明实际应用效果不尽如人意,“光衰”、“亮度”以及“雷雨天气罢工”等都是困扰行业的技术难题。做仪表出身的四联集团凭借拥有工业智能化和可靠性技术的深厚底蕴,磨砺出对细节、技术的要求更专业、准确而富有前瞻性,创新性地解答了这一难题。多年军品生产的经验以及材料、结构、热传导理论的完美结合,形成了独特的专利技术,一举攻克“散热”难关,大大延长使用寿命。　　为达到精益求精的照明效果,四联光电突破同行“仅重视照度均匀度”的局限,采用专利二次光学技术,使照度与亮度比值更低,相同的光通量可获得更高的亮度,提高经济性,设计眩光值不超过5,不仅远低于18的行业普遍水平,更低于10的国家标准。并根据具体路面反射特性、环境及交通状况,结合光源光学与应用光学设计,综合考虑环境比,使光学诱导性实现最佳。“同时,看似平常的流线型外观,经过精心设计不仅美观,而且风阻小。”该负责人介绍说。　　打造完善城市监控平台　　“而在研发之初,四联集团还推出另一个更具创新性的举措,把主导产业自动化控制的优势应用到LED灯具上,智能化成果再次引起业界瞩目——城市智能LED道路照明系统。”集团相关负责人介绍,该系统既能通过接收指令完成统一或分组开关、周期性管理、智能调光等,又能将故障等“疼痛”信息通过“神经”(无线上传系统)传送到“大脑”(中央控制系统),同时,通过对终端控制器进行自动化升级,还可以实现对城市各个节点的能耗、污染、噪音、气象……进行实时采集,进而打造成一套完善的城市监控平台,与以前照明系统相比,节约能耗可达75%以上。“四联造”系列创新成果在业界树立了行业标杆。　　创新营销模式激活市场　　在国家大力倡导节能减排,构建环境友好型和资源节约型社会的背景下,节能环保、高效智能的“四联造”LED灯具迅速批量生产,相继推出道路照明、工矿照明、通用照明、景观亮化、特种应用等领域系列产品,顺利通过国际、国内认证,性能均优于国内同行。相关负责人介绍,为更好地服务民生,四联光电创新引入合同能源管理,该模式是一种基于市场的、全新的节能新机制,以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。高端的产品、低价的合同模式,迅速激活市场的一池春水,订单纷至沓来。2011年来,四联LED智能照明系统相继在重庆主城及区县、贵州六盘水、吉林蛟河、安徽黄山等地推广应用:全球最大城市智能LED道路照明系统重庆渝武高速北碚段 亚洲第二长高速公路隧道——甘肃麦积山隧道 总计1亿多颗LED灯珠装配的显示屏以“零失误”闪耀2012、2013年央视春晚舞台……　　新型工业化带动产业集群发展　　产业的快速发展,带来战略布局的新问题,四联集团通过合资合作,投资建厂,以新型工业化集约优势资源,带动蓝宝石及LED产业集群发展。2012年7月,四联集团与重庆高速集团共同出资组建重庆四联交通科技有限公司,强强联合将本地市场需求演变为优势产业,打造我国交通领域领先的专业化智能交通节能照明、智能交通设备开发企业。2012年6月,四联集团总投资10亿元的高新技术西北产业基地落户兰州新区,LED照明装备等四大产业的生产线建成后销售收入可达26.6亿元。2011年,斥资21亿元在重庆武隆白马工业园建立蓝宝石及LED、芯片封装、照明应用等绿色环保产业链,建立LED生产基地,在保留该县得天独厚自然生态的基础上创造新的经济增长极。　　发展目标规划　　打造全球化LED产品供应基地　　技术赢得尊重,市场赢得发展。短短5年间,四联光电已建成重庆市企业技术中心,拥有专利66项,蓝宝石2、3、4英寸衬底晶片被评为重庆市名牌(知名)产品,LED道路、商业照明系列获评重庆市2011-2012年度优秀新产品一等奖,参与国家863项目及相关行业标准的制订,在最新的国内LED行业排名榜上,四联光电已跃居第二位。　　伴随四联光电的成长,国内半导体照明市场在激烈的竞争中正迎来一个黄金期。到2015年,国内60W以上普通照明用白炽灯将全部淘汰,市场占有率将降到10%以下。据统计,到2020年全球照明市场规模将超过1500亿美元,LED照明市场有望达到750亿美元,占全球照明市场份额50%。　　面对市场的黄金期,四联集团蓄势待发。集团相关负责人介绍,到2015年,四联光电将形成年产1800万片折合2英寸蓝宝石衬底、200亿颗LED封装器件、10万千瓦LED照明灯具的生产能力,并积极吸引、整合上下游优势资源,最大限度地发挥辐射带动作用,打造绿色产业集群,集聚形成百亿级产业规模,建成面向国内及亚太市场全球化LED产品的供应基地,中国西部产业链条最完整、经营规模最大的半导体照明产业基地,为创建节能、环保社会添上浓墨重彩的一笔。}