3D打印將顛覆核電裝備制造業(yè)? 目前尚在試驗(yàn)階段

繼2015年年初與國(guó)家核電旗下上海核工程研究設(shè)計(jì)院簽約3D增材打印技術(shù)合同之后，南風(fēng)股份子公司南方增材12月30日再與另一家核電巨頭麾下公司簽約了一項(xiàng)類似的意向書。

中核集團(tuán)12月29日公布的一則消息顯示，12月25日，中核集團(tuán)麾下中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院(下稱“中國(guó)核動(dòng)力院”)和中國(guó)核電工程有限公司(下稱“中核工程公司”)分別與南方增材簽署了核電裝備3D增材打印技術(shù)研發(fā)合作協(xié)議。

消息稱，中核集團(tuán)將采用國(guó)際最先進(jìn)的3D增材打印技術(shù)，制造ACP100多功能模塊式小型堆壓力容器和主蒸汽超級(jí)管道等核電站關(guān)鍵設(shè)備，該技術(shù)的使用將大大提高設(shè)備制造周期和降低設(shè)備造價(jià)。該研發(fā)合作協(xié)議的簽署，標(biāo)志著中核集團(tuán)核電裝備3D增材打印技術(shù)研發(fā)工作正式揭開序幕。

受此消息影響，南風(fēng)股份當(dāng)天暴漲了6.66%。本報(bào)記者注意到，受到市場(chǎng)對(duì)3D打印技術(shù)在中國(guó)的過度熱捧，南風(fēng)股份在2013年不到20元的股價(jià)漲到了2015年6月份股災(zāi)前的100元。

“(3D打印技術(shù)對(duì)于核電裝備來說是一個(gè))顛覆性技術(shù)。”一位接近中核工程公司的核電人士對(duì)《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》記者說。多位核電企業(yè)內(nèi)部人士也向本報(bào)記者表示，該技術(shù)可以提高核電裝備的制造效率、精度、質(zhì)量，大規(guī)模應(yīng)用后，還可大幅降低核電裝備的制造成本，這對(duì)核電制造業(yè)來說將是一次革命。

然而，也有業(yè)內(nèi)人士表示，目前，3D打印技術(shù)在核電裝備領(lǐng)域尚屬于試驗(yàn)階段，至少需要十年之后才能成熟。

“現(xiàn)在還僅僅只是一個(gè)開始”

南風(fēng)股份在2015年12月30日發(fā)布公告稱，鑒于重型金屬3D打印技術(shù)在核電核化工裝備行業(yè)具有良好的潛在市場(chǎng)應(yīng)用前景，南方增材與中核工程公司就核電核化工裝備電熔增材技術(shù)達(dá)成合作研發(fā)意向，雙方擬簽訂合作意向書。

公告顯示，它們的合作內(nèi)容和范圍是，根據(jù)南方增材與中核工程公司商定的具備研發(fā)條件的核電或核化工裝備，雙方就電熔增材制造技術(shù)(即“重型金屬3D打印技術(shù)”)，展開材料研發(fā)、樣件設(shè)計(jì)、樣件試制、產(chǎn)品鑒定、標(biāo)準(zhǔn)編制及國(guó)家核安全部門相關(guān)審查許可等相關(guān)工作。公告還稱，重型金屬3D打印技術(shù)是南風(fēng)股份發(fā)展戰(zhàn)略之一。

本報(bào)記者了解到，南方增材已經(jīng)在2015年2月份與上海核工程研究設(shè)計(jì)院簽訂了《核電主蒸汽管道貫穿件模擬件增材制造技術(shù)支持與服務(wù)合同》。

南風(fēng)股份擁有重型金屬3D打印技術(shù)，主要是得到有“金屬3D打印”第一人之稱的王華明的研發(fā)團(tuán)隊(duì)的支持。公開資料顯示，王華明研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)以技術(shù)入股，分別與中航重機(jī)和南風(fēng)股份組建合資公司，致力于在中國(guó)高端制造領(lǐng)域推廣3D打印。王華明是北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，他的團(tuán)隊(duì)在該合資公司中持有31%股份。

值得關(guān)注的是，中航重機(jī)在12月30日當(dāng)天也以大漲2.96%收盤。

王華明在中核集團(tuán)上述簽約會(huì)上介紹，金屬3D打印技術(shù)開發(fā)自80年代開始起步，歷經(jīng)材料研究、非功能性模型打印、功能性零件直接打印，發(fā)展到目前已在航空、航天、國(guó)防軍工等重要領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破和應(yīng)用，中國(guó)目前金屬3D打印技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平。他稱“完全有信心將金屬3D打印技術(shù)應(yīng)用到核電裝備上”。

王華明在2015年8月29日到國(guó)家核電開講時(shí)稱，“3D打印”除了是一種新型制造技術(shù)外，具有無模、流程短、對(duì)構(gòu)件復(fù)雜形狀及結(jié)構(gòu)無限制等優(yōu)勢(shì)，它在高性能新材料制備方面擁有巨大潛力。

“雖然我國(guó)的增材制造技術(shù)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)了領(lǐng)先位置，但是現(xiàn)在還僅僅只是一個(gè)開始。”王華明稱，未來，科學(xué)家將研發(fā)出更多的材料、更好的性能、更高的精度，將直接制造技術(shù)應(yīng)用到更廣的領(lǐng)域。

尚屬于試驗(yàn)階段

中核集團(tuán)總經(jīng)理助理李曉明在中核集團(tuán)上述簽約會(huì)上表示，金屬3D打印技術(shù)與核電裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù)的結(jié)合，對(duì)未來傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造將帶來革命性的改變。

接受本報(bào)記者采訪的多位核電企業(yè)人士對(duì)此均表示認(rèn)可。針對(duì)本報(bào)記者提出3D打印技術(shù)如何才能滿足核電裝備的要求，一位核電企業(yè)人士給出了這樣的答案：“(核電裝備)要求高，正合適3D打印出來。”

這位核電企業(yè)人士向本報(bào)記者表示，相比于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造技術(shù)對(duì)核電裝備由大到小的加工，3D打印技術(shù)則是反過來：“從粉末開始加工”。他說，這使得核電裝備質(zhì)量變得更加可靠。他說，這是一種顛覆性技術(shù)。

“打造一個(gè)大型鍛件要幾百噸鋼材和三年的時(shí)間，做完后只要檢驗(yàn)不合格，幾千萬元就打水漂了。”南方增材總經(jīng)理朱志宇在今年早些時(shí)候稱，傳統(tǒng)的鍛造工藝要求高，流程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需要多套設(shè)備配套完成，導(dǎo)致核電成本居高不下。

《南方日?qǐng)?bào)》此前報(bào)道，相比起傳統(tǒng)鑄造工藝，增材制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于“輕裝備”，只要一臺(tái)3D打印機(jī)，一道高溫電熔的“打印”工序即可見成品。而在傳統(tǒng)鍛造工藝中，如果要制作一件50噸的核電部件，至少需要180噸的鋼錠材料，放入200噸以上的電弧爐進(jìn)行冶煉澆注，還要經(jīng)過萬噸以上機(jī)器的鍛造和熱處理，多達(dá)十幾道工序需要耗時(shí)6個(gè)月以上。

不過，中國(guó)某大型核電裝備集團(tuán)的一位內(nèi)部人士向本報(bào)記者表示，在核電裝備領(lǐng)域，3D打印技術(shù)還需要解決許多技術(shù)問題。他舉例說，“至少嚴(yán)格的無損檢測(cè)，性能試驗(yàn)(特別是高溫持久性試驗(yàn))還是需要驗(yàn)證的。”

《財(cái)經(jīng)》雜志此前曾援用上海核工程研究設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)鄭明光的話說：“涉足3D打印的主要目的，只是為未來做儲(chǔ)備技術(shù)。核電設(shè)計(jì)院不僅要著眼于現(xiàn)在，更多時(shí)會(huì)為10年之后的技術(shù)發(fā)展做準(zhǔn)備，3D打印是未來的趨勢(shì)，但現(xiàn)在的合作僅屬于試驗(yàn)階段。”

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。