高大的3D打印機旁邊，技術人員輸入參數和指令，可移動噴頭逐行噴射調配好的“墨水”，像制作蛋糕時奶油裱花一樣層層疊加，快速平整，將電腦中的“圖紙”設計數據精準打印成實物。實物可以是砂件，也可以是金屬件、陶瓷件、塑料件；可以是零件，也可以是完整的產品，還可以是精美的藝術品。這就是北京三帝科技股份有限公司（以下簡稱“三帝科技”）實驗廠區的日常。

(資料圖片僅供參考)

成立于2013年的三帝科技，是一家專注于3D打印智能裝備及復雜金屬件綠色快速制造的國家級高新技術企業，目前擁有員工近300人。

“我們的愿景是，從3D打印出發，用科技升級制造。”北京三帝科技股份有限公司董事長宗貴升告訴記者。

賦能多個行業

3D打印，是一種以數字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

當前，新一代信息技術與先進制造技術融合發展，推動制造業向高端化、智能化、綠色化發展，3D打印正是這樣的關鍵技術。

“現在訂單多得做不過來！”欣鑫鑄造公司總經理譚大為說。

其實，幾年前的欣鑫鑄造面對激烈的市場競爭也曾感到“壓力山大”，巨大轉變來自于3D打印智能化改造之后。

欣鑫鑄造原本是一家采用傳統砂型鑄造工藝制作銅鋁等有色金屬合金產品的企業。傳統砂型鑄造需要制造木模或金屬模具，制造模具耗時長、成本高，有工藝短板且存在風險。如果企業開發新產品時開了模具而拿不到訂單，就會白白損失一大筆模具費。同理，企業也不愿意做小批量件，因為利潤太低甚至會虧損。此外，砂型鑄造產品的加工去除量較大、尺寸誤差偏高、鑄造面光潔度較差，對質量要求高的復雜鑄件不適用，需轉而采用壓力鑄造、精密鑄造等其他成本更高的替代工藝。

3D打印無需模具，直接打印砂型，且做工精細，能用最少時間和最低成本完成新產品開發和中小批量產品交付，可以解決上述煩惱。欣鑫鑄造在引入3D打印技術改造的過程中，于2021年成為三帝科技控股的子公司，建立起綠色、柔性、高端的快速鑄造能力。

欣鑫鑄造公司曾為某新能源車企試制輕量化車架。如果采用傳統方法制作，生產周期需要40天。采用3DP砂型打印快速鑄造，6天就交付鋁合金成品鑄件，成本減少約30%。

“有了3D打印技術加持，如今各種復雜結構的產品我們都能生產，產值和毛利潤雙雙翻番，鑄造產品銷往全國各地。”譚大為說，一些知名企業現在都成了他們的客戶。

“快速交付市場是一片藍海。”宗貴升說，由于市場需求個性化程度高且風向變化快，現在常見這樣的訂單：1個月交付產品給10萬元，2個月交付產品給8萬元，3個月交付產品可能就不要了。

這樣的市場趨勢正是3D打印大發展的契機。“3D打印技術可以幫助用戶提升小批量試制件交付速度和質量，讓中小企業也能承接大量訂單。”宗貴升說，現在已有幾百家企業從三帝科技購買設備、耗材和成品件，復購率達到90%以上。

宗貴升告訴記者，3D打印技術目前已經廣泛應用于汽車、軌道交通、船舶泵閥、工程機械、教育科研、藝術雕塑、康復醫療等不同行業。

重視實際應用

“技術創新一定要投入實際應用，要針對具體問題去研發，不能飄在空中不落地。”宗貴升說。3D打印創造了生產各種形狀和尺寸產品的能力，使工程師能夠設計出更加復雜的產品，具有改變生產行業的巨大潛力。這意味著其技術落地必須進行深入的跨專業合作，否則就只是實驗室里的科研玩具。

在位于北京市順義區的實驗廠區內，一臺臺不同的3D打印設備正在工作中。“3D打印的最大特點就是跨專業合作，應用到哪個行業，就要深入了解并滿足哪個行業的需求。”三帝科技研發總監陳慶文說，3D打印絕非“一招鮮，吃遍天”的技術，其實際應用既要解決3D打印的共性問題、擁有核心技術競爭力，也要解決不同行業的個性問題、依照不同客戶的需求探索最佳打印方案。

在解決行業共性問題方面，三帝科技迎難而上。針對傳統粉末注射成型行業開模周期長、成本高、大件脫脂難、可成型零件小、復雜結構受限等問題，三帝科技研發出“BJ黏結劑噴射金屬/陶瓷成型”技術工藝，可以進行中小批量復雜內腔結構的無模制造和快速柔性制造。

同時，三帝科技致力于滿足用戶個性需求。例如，用戶買了3DP砂型打印裝備，需用其打印出不同的砂型件，再澆鑄形成金屬鑄件。“鋼、鋁、銅等不同金屬的性能不一樣，對砂型要求各有不同。”陳慶文說，“我們的選題要求都從客戶那里來，會不斷研究設備、材料技術、工藝方案，以滿足客戶需求。”

提升研發效率

作為一家高科技企業，在技術研發和儲備方面，三帝科技始終注重超前布局。目前，公司擁有300多項自主知識產權，其中發明專利90項。

在不斷發展壯大過程中，三帝科技擁有了持續研發提升能力、裝備設計制造能力、軟件技術能力、材料及工藝技術能力。公司自主研發了3DP、BJM黏結劑噴射3D打印2.0技術，實現了3D打印技術從“點掃描”成型向“線掃描”成型的質變，打印速度提升了100倍以上，解決了一直以來困擾3D打印行業發展的“速度慢、成本高”難題；高速振動鋪粉專利技術解決了效率、強度與鑄造性能的關鍵矛盾，打印速度達到15秒每層；高性能金屬/陶瓷黏結劑已形成5個系列20余種配方，可快速定制配方；多材料梯度金屬3D打印技術可幫助科學家打印不同合金比例的漸變材料，實現新材料快速開發；還儲備有全彩色打印技術、水下增材修復技術、飛秒激光復合原位加工技術等。

宗貴升說，三帝科技建設了“三位一體”協同創新體系，以保持公司的持續研發創新能力。其中，科技研究院開展面對未來技術的研發，博士后科研工作站開展技術創新，自主研發團隊開展工程創新。

“我們有專項獎金，采取揭榜掛帥方式，解決問題就給重獎，把研發績效與公司效益綁定，增強了研發團隊凝聚力。”陳慶文介紹。

此外，三帝科技與高校、科研機構等開展產學研合作，聯合開展“課題申報+合作研究”“裝備研制+成果轉化”等一系列科學研究與技術服務，構建高校、研究機構與上下游企業的全產業鏈模式，實現優勢互補、共同發展。

“公司始終將提高自主研發能力和新技術研發效率作為實施知識產權戰略的重心，從而確保能在未來競爭中贏得勝利。”宗貴升對未來充滿信心。（經濟日報記者 佘惠敏）

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